Способ получения ди-н-пропилуксусной кислоты

СОЮЗ СОВЕТСНИХмяямоввмикРЕСПУБЛИН ПЮ (10 ЗШ 07 С 53 126 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНЙЙ ТУ ПАТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) Мишель Шиньяк, Клод Грэни Шарль Пижероль (Франция)(54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯДИ-н-ПРОПИЛУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ путемвзаимодействия сложного Ст-С -алкилового эфира циануксуснои кислоты С н-пропилатогл натрия в среден-пропанола в присутствии бромистого н-пропила при 45-55 С с последующим нагреванием до кипения, омыления полученного сложного эфирараствором целочи, подкисления полученной соли соляной кислотой,декарбоксилирования полученнойди-н-пропилциануксусной кислоты при140-190 ОС, гидролиза полученногоди-н-пропилацетонитрила 75-80-нойсернои кислотой при 80-200 С до диО-н-пропилацетамида с последующимего гидролиэом серной кислотой принагревании, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения процесса, гидролиз ди-н-пропилацетамидаосуцествляют путем добавления к реакционнои смеси воды в количестве,необходимом для получения 60-нойсерной кислоты, при 125-130 С с обратным холодильником в течение 5-6 ч.2. Способ по п.1, о т л и ч а юц и й с я тем, что ди-н-пропилуксусвую кислоту вмлеляют путем отсевки с (водяным паром.перемешивании в нее добавляют предварительно приготовленный раствор н-пропилата натрия, причем температуру реакционной среды поддерживают равной 50-55 ОС посредством слабого наружного охлаждения. По окончании прикапывания температуру в течение 30 мин доводят до температуры кипения смеси и выдерживают с обратным холодильником в течение 3 ч. Затем н-пропанол отгоняют до тех пор, пока температура остаточной массы достигает 115 С.Полученный таким путем сырой эфир обрабатывают раствором 7,5 г гидро- окиси натрия в 67,5.мл воды. Смесь 15 помещают в 250 мл круглодонную колбу, снабженную холодильником, после чего температуру смеси медленно доводят до 60-70 ОС. Эту температуру поддерживают в течение 3 ч, после 20 чего среду охлаждают примерно до 50 С и образовавшийся этанол и ос 0.тавыийся н-пропанол удаляют под давлением 70 мм рт.ст. Полученный такигл образом раствор охлаждают до 25 20 ОС и подкисляют при непрерывном переглешивании. добавпениегл 26,25 г 36-ной соляной кислоты. Во время этой оцерации температуру реакционной смеси поддерживают ниже 40 С ох лаждением. Перемешивание продолжают 30 мин, а затем смесь отстаивают также .в течение 30 мин. Маслянистый слой ди-н-пропилциануксусной кислоты декантируют, а водную фазу экстраГируют 35 глл толуола. В декантированную ди-н-пропилциануксусную кислоту добавляют экстракт толуола, а затем раствор толуола промывают в делительной воронке с помощью раствора 1,5 г хлористого натрия в 14 мл 40 воды. Толуоловую Фазу декантируют, а затем толуол отгоняют под атмосферным давлением.Таким образом, получают 25 л ди-н-пропилциануксусной кислоты.2. Ди-н-пропилацетонитрил,В 100-миллиметровую круглодоннуюколбу, снабженную термометром и хо- .лодильником, вводят 25 г сырой ди-н-пропилциануксусной кислоты, получен ной.выше указанньпл.способом, и смесьнагревают на масляной ванне.Декарбоксилирование начинают притемпературе близкой к 140 .С. Затемсмесь доводят до температуры кипения смеси, т.е. примерно до 160 С,0а после этого до 190 ОС в течение2 ч. Эту температуру поддерживают втечение 2 ч до окончания выделениягаза. Образовавшийся ди-н-пропилацетонитрил медленно разгоняют и соби-.рают Фракцию между 165 и 175 С.Затемпроизводят вторую разгонку.Получают 14,7 г ди-н-пропилацетонитрила, т.кип. 170 ОС. 65 Выход 83 в расчете на использовавшийся этиловый эфир циануксуснойкислоты.Получение ди-н-пропилуксусиойкислоты,В 1-литровую колбу, снабженнуюмешалкой, термометром, капельной воронкой, которую можно заменить погруженной ниже уровня жидкости трубкойи обратным холодильником, вводят72 г дистиллированной воды, Затемпостепенно добавляют 478 г 92-нойсерной кислоты при перемешивании,причем температуру выдерживают ниже60 С. Затем загружают сразу 125,2 г(1 моль) ди-н-пропилацетонитрила итемпературу повышают до 100 фС, Такуютемпературу выдерживают 1 ч и добавляют за один прием 185 г дистиллированной воды для доведения концентрации серной кислоты до 60.Среду нагревают до температуры кипения массы (125-130 С) и.выдерживают 5 ч. После этого поворачивают холодильник таким образом, чтобы онобеспечивал отгонку при атмосферномдавлении, и отделяют целевой продуктпутем пропускания пара через погруженную в жидкость трубку. Пропускают пар в течение 2,5 ч, что соответствует использованию для разделения1750 г воды.Указанную операцию предпочтительно проводить при условии постоянства объема в колбе, за счет чегоувеличивается производительность исоздается возможность завершения гидролиза.В итоге объем собранной органической фазы может быть ограничен путемотбора водной Фазы через определенные промежутки времени, при этомвозможно избежать применения растворителя для зкстрагированияВ заключение органическую фазувысушивают в вакууме (20 мм рт.ст.при 20 ОС) посредством азеотроннойотгонки. Таким образом, получают138,5, г ди-н-пропилуксусной кислоты, которую возможно дополнительноочистить перегонкой.Выход 96,2.1П р и гл е р 2. Получение ди-н-пропилуксусной кислоты.1. Ди-н-пропилциануксусная кислота.Сначала готовят раствор н-пропилата натрия из 50 г (л г-ат +10)натрия и 804 г (1,0 л ) безводногон-пропанола при температуре 50-55 Сов течение 60-90 глин.В 2 -литровую круглодонную колбувводят 99,1 г (1 моль) метиловогоэФира циануксусной кислоты и 270,6 г(2,2 глоль) бромистого н-пропила. Температуру глассы доводят до 45-50 С принепрерывном перемешивании и при этойже температуре прикапывают растворн-пропилата натрия в н-пропаноле втечение 60-75 мин. Смесь нагревают собратным холодильником в течение 3 ч,а затем отгоняют н-пропанол до техпор, пока температура остаточной массы не достигнет 120-125 ОС. После этого полученный сырой эфир обрабатывают500 г 10-ного водного раствора гидроокиси натрия и 0,36 г бромистогоацетилтриметиламмония. Затеял смесь 1 Онагревают с обратным холодильником,охлаждают примерно да 50 С, послечего остаточные спирты удаляют подпониженным давлением 50100 мм рт.ст,) . Полученный раствор 15охлаждают и затем подкисляют беэ превышения температуры 40 С с помощью175 г 36-ной соляной кислоты. Смесьвыдерживают в течение 30 мин,а затемди-н-пропилциануксусную кислоту декантируют. Нижний водный слой экстрагируют 250 г толуола. Обе органические Фазы смешивают, промывают одинраз 100 г очищенной воды и растворитель удаляют разгонкой под пониженным давлением.Получают 154,5 г сырой ди-н-пропилциануксусной кислоты.2. Ди-н-пропилацетонитрил.Полученную .таким образом сырую 30ди-н-пропилциануксусную кислоту,вводят в 250-миллиметровую круглодонную колбу и постепенно нагреваютс обратным холодильником с удалением следов толуола с помощью системы 35Дина и Старка до тех пор, пока температура массы не достигнет 175180 С, Смесь выдерживают при темпеоратуре обратного холодильника в течение 2 ч. Температура массы дости" 40гает 205-210 С в первые несколькооминут нагрева с обратным холодильником, а затем снижается.и стабилизируется на уровне 185 ОС. Потомсмесь разгоняют под атмосферным давлением.Получают 102,5 г ди-н-пропилаце-тонитрила.Выход по сырому продукту 82 врасчете на метиловый эфир циануксусной кислоты. Выход по чистому продукту 80,3. Получение ди-н-Пропилуксуснойкислоты.Вводят 0,657 кг дистиллированнойводы в эмалированный реактор, снабженный присоединенной емкостью на200 л, оборудованием для нагреванияпри стекающем вниз конденсате, меыалкои и спускным, расположенным надне вентилем и сборником, причем в 60емкости находится пар под давлениемменее б кг/см 2 и вода. При перемешивании и поддержании температуры 5060 фС добавляют 2,085 л (3,753 кг)94-ной серной кислоты, 65 После 15 мин перемешивания контролируют концентрацию кислоты, кото.рая должна составлять 80+1 весЗатем температуру доводят до 100 фС,после чего вводят 1 кг ди-и-пропилацетонитрила. Реакция проходит свыделением тепла, так что температуру поддерживают на уровне 100 Сс помощью циркулирующей воды. Послепрекращения операции подачи температуру продолжают выдерживать приперемешивании 1 ч. Далее добавляют1,470 кг дистиллированной воды приподцержании температуры за счет незначительного нагревания для достижения 60-ной концентрации серной кислоты. Затем среду нагревают до 125128 ОС до обеспечения действия обратного холодильника в течение 6 ч.Впоследствии среду охлаждают приблизительно до 30 С, перемешиваниепрекращают и среду оставляют на30 мин до декантирования, после чего опускают нижние сернокислотныематочные растворы, составляющие3,5 л или примерно 5 кг. По даннымтитрования кислоты, эти маточныерастворы, содержат около 59 сернойкислоты. Тогда органический слой притемпературе около 30 С промывают30 мин, применяя 1,333 кг дистиллированной воды. После 30 мин декантациинижнюю воцную Фазу (1,4 кг) спускают. Кроме того, смесь д-н-пропилуксусной кислоты с водой спускают инаправляют на фильтрование, что также дает ди-н-пропилуксусную кислоту.В заключение сливают органическуюфазу, являющуюся ди-н-пропилуксуснойкислотой с примесью около 1 воды,Таким образом, получают 1,12 кгди-н-пропилуксусной кислоты, чтосоответствует выходу 97-98,Снижение содержания валериановойкислоты в целевом продукте после отгонки с водяным паром подтверждаетсяконтрольными экспериментами. К реакционной массе, получаемой по предлагаемому способу и состоящеи иэ 144 г1 моль) ди-н-пропилуксусной кислоты,содержащей 0,35 валериановой кислоты, и 130 г 60-ной серной кислоты,добавляют заранее известные количества валериановой кислоты с таким расчетом, чтобы получить концентрациюданной кислоты в пределах 0,35-1.Затем эту смесь подвергают воздействию пара таким образом, чтобы объемсохранялся на постоянном уровне, атемпература выдерживалась равной130 С. Объем воды, требуемой для опеорации отделения, составляет 18 л намоль отделенного укаэанным образомпродукта. Выход выделенной ди-н-пропилуксусной кислоты практически количественный. Далее декантируют прикомнатной температуре и высушиваютнад сульфатом натрия. В заключение- 5 Исходное содержаниевалериановой кислоты, Ъ Количество валериановой кислотыв ди-н-пропилуксусной кислоте,0Ъ, полученнои сприменением пара 0,35 0,60 0,80 1,00 0,2 15 0,3 0,4 0,5 20Таблица 2 КоличестСоответст-вующее весовое коли.честно валерианонойкислоты,г Последователь)ные)фрак- ции Весфракции, г во валериановойкислоты н полученной ди- -и-пропил- уксусной кислоте/ 30 О, 324 0,204 0,084 0,03235 0,90,60,2.0,1 36 34 42 32 1 2 3 4 Составитель А.АлександровРедактор М.Рачкулинец Техред А.Ач Корректор И.Муска Заказ 9868/60 Тираж 418 Подписное БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 йронодят аналитическую оценку количестна налериановои кислоты.Результаты испытании представленыи табл.1 и 2. Примечание. Степень извлечениявалериановой кислоты44,72 Ъ,В табл,1 дани результаты четырех опытов, при которых применяют различные исходные количества валериановой кислоты.В табл.2 приведены результаты одной непрерывно проведенной операции, при которой исходное количество валерианоной кислоты состанляет 1,По данным табл.1 и 2 можно проследить постепенное изменение количества валериановой кислоты в различных последовательных фракциях ди-н-пропилуксусной кислоты, получаемых после отделения с помощью пара.1 Исходное количество валериановой кислоты в неочищенной ди-н-пропилуксусной кислоте до отделения с применением пара составляет 1 Ъ (1,44 г). Результаты, приведенные н табл.1 и 2 показывают, что отделение ди-н-пропилуксусной кислоты с помощью струи пара понижает количестно валериановой кислоты приблизительно на 50 Ъ. Это преимущество является существенно важным н связи с чрезвычайно неприятным запахом даже небольщих количеств валериановой кислоты, который может передаваться готовому продукту.Подучение ди-н-пропилуксусной кислоты по предлагаемому способу без применения нитрита натрия позволяет упростить процесс и получить с выходом 98 Ъ целевой продукт, не содержащий нитрила, нитрита-иона и, что наиболее важно, свободный от примеси ди-н-пропилацетамида и валериановой кислоты.