Способ получения диметиламидов муравьиной или уксусной кислоты

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 083677 (21) 2493531/23-04 Р 1 М Кп зС 07 С 103/36 С 07 С 103/34 С 07-С 102/06 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 150383. Бюллетень Мо 10 Дата опубликования описания 150333 В.М. Задорский, В,В. Солодовников, Ю.Г. Ш .С.М. Зенченко, Г.П. Федорченко и П.(72) Авторы изобретения Днепропетровский ордена Трудовогохимико-технологический институт ими Шосткинский Завод химическ расн 1) Заявите.Э.еакт 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИМЕТИЛАМИДОВ МУРАВЬИНОЙ ИЛИ УКСУСНОЙ КИСЛОТвращения 5 раз ни ия начал 0 5 2 Изобретение относится к химической .технологии, конкретно к усовершенствованному способу получения диметиламидов муравьиной или уксусной кислот, которые находят широкое применение в органическом, синтезе.Наиболее близким к предлагаемому является способ получения диметиламидов муравьиной или уксусной кислот взаимодействием метиловых эфиров соответствующих кислот с избытком диметиламина при 50-220 С, путем поодачи указанных реагентов в среднюю часть ректификационной колонны и удаления диметилформамида из нижней, а метилового спирта и избыточного диметиламина из верхней части колонны. Выход целевого продукта 82,5-96,51.Недостатками известного способа являются усложнение технологии за счет необходимости выделения избыточ- ного диметиламина, необходимость очистки метанола - побочного продукта, образующегося при осуществлении способа и низкая средняя скорость 2 процесса из-за необходимости полного (100-ного) превращения эфиров в диметиламиды, в то время как скорость .превращения эфиров с увеличением глубины конверсии понижается 3(так, средняя скорость пре20 остаточных эфиров в 4- же средней скЬрости превращен ь ных 80 эфиров).Целью изобретения является упрощение технологии процесса и увеличение его скорости.Цель достигается тем, что согласно способу получения диметиламидов муравьиной или уксусной кислот взаимодействием метиловых эфиров соответствующих кислот с диметиламином при 50-150 оС при 5-20-ном избытке эфиров в среде метилового спирта, и выделенную из реакционной массы смесь превращенных эфиров с метиловым спиртом смешивают с исходным эФиром и возвращают на стадию взаимодействия с диметиламином.Осуществление реакции взаимодействия эфира с диметиламином при избытке эфира в пределах 5-20 вес, обеспечивает полное связывание диметиламина, что упрощает технологию процесса получения диметиламидов за счет исключения стадии ректификации системы метанол-диметиламин, Анализ лабораторных экспериментальных данных свидетельствует (табл.1) о том, что средняя скорость образованияамидов при ведении процесса с ограничением конверсии эфира 80-95 путем обеспечения недостатка диметиламина в зоне реакции, в 2,2-4,5 раза вьые, чем соответствующая скорость при ведении процесса до полного превращения эфира.Выполнение процесса при избыткеэфира ниже 5 нецелесообразно.из-за значительного понижения скорости об" разования диметиламида после достиже ния 90-95 конверсии эфира. Ведение реакции взаимодействия диметиламида и эФира при избытке последнего выше верхней границы указанного интервала связано с увеличением перерабатываемых объемов реакционной массы при незначительном ускорении процесса, что нецелесообразно с экономической точки зренияП р и м е р 1. В колбу емкостью 201 л, снабженную мешалкой, пробоотборником, дефлегматором, барботером для подачи в реакционную 1 массу парообразного диметиламина и масляной банейдля термостатирования реактора иподдержания изотермического режимапроцесса, помещают 72 г метилформиата и подают парообразный диметиламинсо скоростью 24-30 г/мин. Процесс ведут в интервале температур 40-100 С 30 Для обеспечения возможности выполнения процесса при температурах выше температуры кипения метилформиата иатмосферном. давлении, исходный метилформиат смешивают с высококипящим диметилформамидом, присутствие .которого не влияет на скорость превраще.ния метилформиата.Из реакционной массы отбирают пробы, в которых определяют содержание .40 диметилформамида Полученные еэультаты представлены в табл. 1.П р и м е р 2. Взаимодействие метилформиата и диметиламина осуществляют на лабораторной ректификационной 45колонке (0 30 мм, высотой 1,5 м, выполненной с чередующимися по высотечерез каждые 100 мм Сужениями доФ 10 мм и снабженной кубом колбойемкостью 2 л. Средняя часть снабженаэлектрообогревом. В нижнюю часть колонки непрерывно со скоростью 0,23-О,28 кг/ч подают полученную ранее(из предыдущего опыта) смесь метилформиатметанол содержащую 16 эфира и 84 спирта. Одновременно подаюттакже 0,3-0,36 кг/ч исходного метилформиата. В обогреваемую колбу непрерывно подают парообразный диметиламин со скоростью 0,13-0,16 кг/ч,который, перемещаясь вверх по реак 60 ционной колонке, транспортирует и жидкую Фазу, Температуру в .реакционной колонке поддерживают от 50 С во нижней фазе до 1500 С на выходе из нее эа счет корректировочного подо грева при помощи электрообогрева. Газожидкостную смесь из верхней час. ти реакционной колонки подают в холодильник, где пары конденсируются, конденсат охлаждают со скоростью 0,58-0,72 кг/ч собирают в приемник . На лабораторной ректификационной колонке, представляющей собой стеклянную колонку 9 30 мм, высотой 1,5 м, заполненную кольцами из нержавеющей стальной проволоки, из полученного продукта отгоняют оборотный метанол с непревращенным метилформиатом. Верхняя часть колонки снабжена холодильником таким образом, что имеется возможность часть конденсата возвращать в колонку в виде флегмы, а вторую часть отводить в приемник. В верхней части колонки поддерживают .температуру 60-65 С, в кубе 140-145 С. флегмовое число равняется 2-3. При этихусловиях отгоняют 0,23-0,28 кг/ч метанола в смеси с непревращенньщ метилформиатом (84 метанола, 16 эфира) и полученную смесь возвращают в смеси с исходным метилформиатом в начало процесса на стадию взаимодействия с диметиламином, Иэ куба ректификационной колонки отводят 0,5- 0,63 кг/ч продукта, содержащего диметилформамид и метанол; образовавшиеся в результате взаимодействия метилформиата и диметиламина, указанный продукт разделяют на аналогичной ректификационной колонке. В результате получают 0,15-0,19 кг/ч метанола и 0,35-0,44 кг/ч диметилформамида, что составляет 95 от теоретически возможного выхода диметилформамида. Очищенный диметилформамид имеет следующие показатели:юип 153 С 1 0 9445 г/смП р и м е р 3. Получение диметилацетамида осуществляют на указанной лабораторной установке по методике, представленной в примере 2, В нижнюю часть реакционной колонки непрерывно со скоростью 0,41-0,52 кг/ч подают смесь метилацетата с метанолом (81 эфира, 19 метанола), представляющей смесь исходного метилацетата (0,29- 0,34 кг/ч) и обратного потока (метилацетат-метанол) из предыдущего опыта. .В колонке метилацетат взаимодействует с подаваемы в куб диметиламином с образованием диметилацетамида. После разделения реакционной массы получают: азеотроп метанол-метилацетат (непревращенный) в количестве 0,12- О, 18 кг/ч, (35-45 эфира, 55-65 спирта), который смешивают с исходным метилацетатом и возвращают на стадию взаимодействия с диметиламином; метанол, образовавшийся в результате реакции взаимодействия диметиламина и метилацетата, в количестве 0,14,11,0 9,0 15,5 14,0 32,5 ,.24,0 3,2 1,5 11,0 8,2 2,0 3,8 5,2 80 100 2,5 5,5 110 0,16 кг/ч; диметилацетамид в количестве 0,34,-0,40 кг/ч, что составляет 95 от теоретически возможноговыхода. Очищенный диметилацетамидимеет следующие показатели: 1 д.165,5 С; Й"= 0,9448 г/смЗ; п=1,4351,Получение диметиламидов муравьиной или уксусной кислот при различном избытке исходного эфира.П р и м е р 4Взаимодействие метилформиата и диметиламина осуществляют на лабораторной ректификацион-ной колонке. 9 30 мм, высотой 1,5 м,выполненной с чередующимися по высоте через каждые 100 мм сужениями доФ 10 мм и снабженной кубом-колбойемкостью 2 л. Средняя часть колонныснабжена электрообогревом. В нижнюючасть колонки непрерывно со скоростью0,23 кг/ч подают полученную ранее 33(из предьдущего опыта) .смесь метилформиат-метанол, содержащую 16 эфира и 84 спирта. Одновременно подаюттакже 0,36 кг/ч исходного метилформиата. В этих условиях избыток метил;формиата по отношению к теоретическому равняется 12,5. В обогреваемуюколбу подают непрерывно парообразныйдиметиламин со скоростью 0,225 кг/ч,который перемещается вверх по колон.ке и транспортирует жидкую фазу.Температуру в колонке поддерживаютпеременной от 50 до 150 С за счеткорректировочного подогрева при помощи электрообогрева. Газожидкостную смесь иэ верхней части реакционной колонки подают в холодильник, где пары конденсируются, конденсат охлаж" дают до 20-30 С и со скоростью 0,8 кг/ч собирают:в приемник.На лабораторной ректиФикадионной колонке отгоняют оборотный метанол с непревращенным:.метилформиатом. Отгоняют 0,23 кг/ч метанола в смеси с непревращеннык эфиром (84 и 16 соответственно). Полученную смесь возвращают в начало процесса на стадию взаимодействия с диметиламином,Иэ куба отводят 0,54 кг/ч продук та, содержащего диметилформамид и метанол, образовавшиеся в результате взаимодействия метилформиата и диметиламина. укаэанный продукт;разделя-. ют и получают 0,152 кг/ч метанола и 0,348 кг/ч диметилформамида.Очищенный диметилформамкд имет следующие показатели: скип153 С 19445 г/см 9 п 1 42Примеры 5-10 при различном избытке метилформиата.или метилацетата осуществляют на указанной.лабораторной установкепо методике, представленной в примере 4. Количественные характеристики примеров 5-10 представлены в табл. 2.Предлагаемый способ получения диметиламидов муравьиной или уксусной кислот позволяет упростить:технологию процесса и увеличить его скорость,о о 1ч 1 Х1, 10 оох1 1 Х 1 1 ОЭ 1 1 ъъа 1 ОЪ О о о ф о Ю а о со о о 1 1 1 1 1 1 б 1 Цо 1 Хб н ЭХ 1 1одо х 1 1 ЭОО 1 нэх 3 НАДоно 11 Ф1 3х1, ЦоФ1111 о о с с иЪ ОЪ ОЪ ОЪ о Ю Ю Ю Ю ОЪ Ю с сЪ ОЪ1004357 Формула изобретения Составитель Г. АнтоноваТехред Ж.Кастелевич Корректор Е, Рошко Редактор А, Химчук Тираж 416 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Эаказ 1788/29 Филиал ПИП Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ получения днметиламидов муравьиной или уксусной кислот взаимодействием метиловых эфиров соответствуацих кислот с диметиламином при 50-150 С,.о т л и ч а ю щ и й -ос я тем, что, с целью упрощения и; увеличения скорости процесса, взаимодействие проводят при 5-20-ном избытке эфиров в среде метиловогоспирта, а выделенную из реакционноймассы смесь непревращенных эфиров сметиловыа. спиртом смешивают с исходныа эфиром и возвращают на стадиювзаимодействия с диметиламином.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Патент ФРГ 9 1229064,кл, 12 о 16, опублик. 1967 (прототип).