Способ получения амида @ -оксипропионовой кислоты

 

Изобретение касается амидов карбоновой кислоты, в частности амида р-оксипропионовой кислоты (ОПА), который может использоваться как исходный продукт для получения об , f -ненасыщенных замещенных амидов карбоновых кислот, фармацевтических препаратов, инсектицидов и пестицидов. Цель - повьщ1ение выхода ОПА. Процесс получения ОПА ведут гидролизом акрилонитрила обессоленой водой в присутствии активатора - нитрата алюминия и катализатора , выбранного из группы: медь, кобальт или никель Ренея, и/или окись или соль, и/или гидроокись указанных металлов, при массовых, соотношениях . а) металла Ренея и акрилонитрила. (О,05-1);1; б) акрилонитрила и воды

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D 4 С 0 7 С 1 О 3 1 6 7 зс г() щз н е, l3,:,, ".„, 13 )(1 Л.110 ГЕКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3827997/23-04 (22) 21.12.84 (31) Р 3346415.4 (32) 22.12.83 (33) ЭЕ (46) 23..05.87. Бюл. У 19 (71) Хемише Фабрик Штокхаузен ГмбХ (ЮЕ) (72) Курт Дамен, Петер Райнельт и Хельмут Брем (1)Е) (53) 547.298.1.07(088.8) (56) Патент США У 3670020, кл. 260-561, опублик ° 1972. (54) СПОСОБ ПОУЧЕНИЯ АМИДА Р -ОКСИПРОПИОНОВОИ КИСЛОТЫ (57) Изобретение касается амидов карбоновой кислоты, в частности амида

Р-оксипропионовой кислоты (ОПА), ко1 торый может использоваться как исходный продукт для получения oC P -ненасыщенных замещенных амидов карбоновых кислот, фармацевтических препаратов, инсектицидов и пестицидов. Цель — повьппение выхода ОПА. Процесс получения

ОПА ведут гидролизом акрилонитрила обессоленой водой в присутствии активатора - нитрата алюминия и катализа-. тора, выбранного из группы: медь, кобальт или никель Ренея, и/или окись или соль, и/или гидроокись указанных металлов, при массовых соотношениях, а) металла Ренея и акрилонитрила. (0,05-1):1; б) акрилонитрила и воды (0,1-0,73):1, при 90-170 С, давлении

1-9 бар, рН 12-13,5 в инертной атмосфере. Способ обеспечивает выход 4668Х. 3 табл.

1З1ЗЗ

Таблица 1

ЭЦГ,%

Амид Р --оксипропионовои кислоты9

% от теории

Ко нв ер сия акрилонитрила, %

Опыт

66

3 94

Изобретение относится к органической химии, а именно к способу получения амида 8 --оксипропионовой кислоты (P --ОПА), который может использоваться как исходный продукт для получения 5

Ы, -ненасыщенных замещенных амидов карбоновых кислот, которые могут полимеризоваться до высокомолекулярных коагулянтов, а также как промежуточный продукт для пдлучения фармацевтических препаратов, инсектицидов и пестицидов.

Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта.

Пример 1. В герметический ре- 5 актор из специальной стали объемом

2 л с манометром, подогревом масляной бани и мешалкой вводят 500 r обессоленной воды, 2 г NaÎH, 75 мг .

Аf(NÎ ) 9Н О, 100 мг гидрохинона и 70 r акрилонитрилаи при помощи газообразного азота освобождают от растворенного кислорода, 25 r меди

Ренея промывают не содержащей кисло25 рода водой и подают вместе с 6 г порошкообразной окиси меди в реактор.

Величина рН смеси составляет 12,9. о

Смесь нагревают до 150 С, причем устанавливают давление около 6 бар, Время реакции 3 ч. В качестве продукта реакции получают прозрачную зеленую жидкость, Степень конверсии акрилонитрила 95%. Сырой продукт для удаления ионов меди пропускают через катионообменную смолу и затем в ва- 35 кууме при 100 С и при 0,5 мбар освобождают от летучих компонентов. Вязкотекучий коричневый продукт анализируют посредством НРосС; он состоит из 72 мас.% амида 8 -оксипропионовой кислоты, чт составляет 68% от теории, и 24 мас.% этиленциангидрина (ЭЦГ) °

Пример 2. Работу проводят аналогично примеру 1, количество

45 акрилонитрила 96 r, рН смеси 12 8.

Время реакции 4 ч при температуре

150 С и при давлении около б бар, 8 качестве продукта реакции получают светлозеленую прозрачную жидкость. 50

Степень конверсии акрилонитрила 96%.

Сырой продукт после удаления ионов меди посредством катионообменной смо42 2 лы при 100 С и при 0,5 мбар освобождают от летучих компонентов. Анализ вязкотекучего коричневого продукта дает 70 мас.% амида 9 -оксипропионовой кислоты (67% от теории) и

28 мас.% ЭЦГ.

Пример ы 3-6. В этих опытах используют катализаторную систему, состоящую из меди Ренея и окиси меди, по примеру 2. В реактор с находящейся в нем медью Ренея и окисью меди вводят 500 r Н О, 2 r NaOH, 100 мг

А1(N0>)> 9H 0, 100 мг гидрохинона и ?0 r акрилонитрила при исключении кислорода, Величина рН растворов соо ставляет 12,9-13,0. При 150 С давление около 6 бар и время реакции 6 ч.

Получают светлозеленые жидкости. Сырые продукты обрабатывают катионообо менной смолой и при 100 С и 0,5 мбар освобождают от летучих компонентов.

В табл. 1 приведены результаты анализа.

4 92 50

5 90 46 21

6 90 52 37

Пример и 7-12. В этих опытах изменяют катализаторную систему, в остальном работают аналогично примеру 1. Вместо NaOH используют КОН и

Li0H, вместо меди Ренея — кобальт Ренея или никель Ренея и вместо СиО вводят Со 0 .

В каждом опыте вводят 500 r обессоленной воды, 70 r акрилонитрила, 100 мг гидрохинона, 75 мг A((NO>)> х х 9Н О а также указанное в табл. 2 количество металлов, соединений металлов и оснований. Реакцию проводят

О в течение 6 ч при температуре 150 С и давлении 6 бар.

131334?

Таблица 2

Опыт

Металл

ЭЦГ, Коли— честКоли— чество,г

Коли— чество,г

Осно— ванне

Соединение металКонверАмид

Р -окипропионо вой рН во,г ме талсия акри лони ла ла кисло ты, Х от тео рила, рии

13,4 95 62 31,5

7 Медь Ренея 40 СиО 20 NaOH 5

41 Около 30

13,2 87

13,6 91

40 СиО 20 KOH 5

40 СиО 20 LiOH 5

10 Кобальт Ре— нея . 40 СиО 20 NaOH 0,5 12,4 72 38 4

13,4 75 36 Около 20

40 Со О 20 NaOH 5

12 Никель Ренея 40 - Cu0 20 NaOH 5 13,4 84 45 Около 10 ну рН 13,4, По прошествии 4 ч реакции при температуре 150 С и при даво лении около 7 бар получают коричневую жидкость. Степень конверсии акрилонитрила 96, После обычной переработки продукт анализируют. Он содержит

46,5 амида Р -оксипропионовой кислоты, что соответствует 45 . от теории, и 9,7Х ЭЦГ.

28 17

39 24

12,4 73

13 1 87

15 Си (N05)2 3HаО

16 СиС7. ЗСи(ОН) 20

Пример 13.. По примеру 1 вводят 810 r обессоленной воды, 0 5 г

NaOH, 100 мг АГ(НО ). 9Н О, 100 мг гидрохинона и 159 r акрилонитрила в 30 присутствии 80 г меди Ренея, рН смеси 12,0. По прошествии 4 ч реакции о при температуре 150 С и при давлении около 6 бар получают прозрачную коричневую жидкость. Степень конверсии акрилонитрила 86Х. Сырой продукт в вакууме при 100 С и при 0,5 мбар освобождают от летучих компонентов.

Вязкотекучий коричневый продукт состоит из 39,4Х амида Р -оксипропионо-щ вой кислоты, что соответствует 34 от теории и из 17,1Х ЭЦГ.

Пример 14. По примеру I вводят 432 г обессоленной воды, 5 г

NaOH, 500 мг AP(NO>) 9B O, 100.мг 45 гидрохинона и 159 r акрилонитрила с 80 r меди Ренея ° Смесь имеет величиПример ы 15-22. По описанному в примере 1 способу в опытах 1522 осуществляют реакцию 810 г обессоленной воды, 100 мг Al(NO ). 9Н О, 100 мг гидрохинона, 159 r акрилонитрила и указанных в табл. 3 количеств гидроокиси натрия и соединений метало ла при 150 С и давлении 6 бар в течение 5 ч. После обычной переработки определяют в продуктах содержания

f3 -ОПА, которые указаны в табл. 3.

Т а б л и ц а 3

1313342

Прсдолжени табл.2

17 Cu(OH) CuCO

40 5 12,8 93 50 4

18 Cu804 5H О

19 СиБО4 5Н О

20 СиО

21 СиО

22 Со (ОН) 20

12,7 70

12,8 91

12,8 96

13 O 67

32 20

16

42 41

Пример 23. По описанному в примере 1 способу вводят 810 r обессоленной воды, 100 мг At(NO ), 9Н О, 100 мг гидрохинона, 159 г акрилонитрила, 5 r гидроокиси натрия и 80 г меди Ренея, которую промывают водой.

Время реакции 4 ч при температуре

150 С, рН 13,0. Конверсия акрилонитрила 96% при давлении 40 бар. После обычной переработки анализ продукта показывает 63% Р -ОПА, что соответствует 60% от теории, и 18% ЭЦГ.

П р е р 24. По описанному в примере 1 способу вводят 360 г обессоленной воды, 80 мг At(ИО, ) 9Н О, 100 мг гидрохинона, 265 r акрилонит-рила, 1 г гидроокиси натрия и 50 г промытой водой меди Ренея и 0,4 г окиси меди. Смесь имеет величину рН

12,4, Время реакции 6 ч при темпера-о туре 150 С и при давлении около 6 бар.

Конверсия акрилонитрила 87% После обычной переработки анализ продукта дает 22% /3 -ОПА и 24% ЭЦГ, Пример 25. По описанному в примере 1 способу вводят 500 г обес-соленной воды, 100 мг At(ЫО, ) 9Н О,, 100 мг гидрохинона, 70 г акрилонитрила, 50 г меди Ренея,.и 5 r окиси меди. Регулирование величины рН до

l2,4 производят добавкой 8 г гидроокиси бензилтриметиламмония (40%-ный растгор в воде). Смесь реагирует при о

150 С и при давлении около 6 бар в течение 5 ч. Конверсия акрилонитрила

73%. После обычной переработки продукта анализ показывает 48% Р -ОПА и

20% ЭЦГ.

H p и м е р 26, По описанному в примере 1 способу осуществляют реак-. цию 500 r обессоленной воды, 100 мг

1идрохинона, 300 мг А1(ЫО ) 9Н О, 100 г акрилонитрила, 1,5 г. NaOH u

12 2 .- 62 41 21

100 г промытой водой меди Ренея при рН 12,7. Температуру реакции 170 С, при которой устанавливается давление около 9 бар, поддерживают в течение

15 мин. Конверсия акрилонитрила 89%.

После обычной переработки анализ дает 56% P -OÏÀ и 11% ЭЦГ, Пример 27. В открытый стеклянный сосуд с обратным холодильником и мешалкой вводят 500 г обессоленной воды, 300 мг At(NO>) 9H О, 100 мг гидрохинона, 1,5 NaOH 100 г промытой водой меди Ренея и 100 г акрилонитрила. Смесь с рН 12,7 поддерживают при постоянном перемешивао нии при температуре 90 С 3 ч. Конверсия акрилонитрила 42%, После обычной переработки анализ дает 35%,Э -ОПА и 20% ЭЦГ, Пример 28. По описанному в примере 1 способу вводят 960 r обессоленной воды, 100 мг гидрохинона, 100 акрилонитрила, 3 г NaOH и 100 г промытой водой меди 1?енея. Смесь имеет величину рН 12,8. Время реакции о

3 ч при температуре 140 С и при давлении около 5 бар. Конверсия акрилонитрила 96%, После обычной переработки анализ продукта дает 72% /3 -ОПА, что соответствует 69% от теории и

11% ЭЦГ.

Пример 29. По описанному в примере 1 способу вводят 810 г обессоленной воды, !00 мг At(NOq) ° 9Н О, 100 мг гидрохинона, 159 г акрилонитрила, 3 г NaOH и 80 г промытой водой меди Ренея и О,! г окиси меди. Смесь имеет величину рН 12,8, Время реако ции 24 ч при температуре 150 С и при давлении около 6 бар. Конверсия акрилонитрила 97%. После обычной переработки анализ продукта дает 57%

Составитель В.Мякушева

Редактор Л,Гратилло Техред И.Попович Корректор А. Тяско

Заказ 1983/58 Тираж 372 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

7 13133

P-0IIA, что соответствует 55 от теории и 29 ЭЦГ.

Пример (сравнительный, соот- . ветствующий патенту США 11 - 3670020).

В этом примере не применяют металл Ренея и окись металла. Аналогичо но примеру 1 при 150 С в течение 6 ч и при 40 бар осуществляют реакцию смеси из 810 г Н О, 14 мг NaOH, 100 мг гидрохинона и 159,2 г акрилонитрила, !О

Смесь имеет величину рН 13,5. После обычной переработки анализ продукта дает 27,4 амида Р -оксипропионовой кислоты, 12,1 ЭЦГ, около 35 . оксипропионовой кислоты. 15

Формула изобретения

Способ получения амида Р -оксипропионовой кислоты взаимодействием

42 8 акрилонитрила с водой в основной среде в присутствии катализатора при повышенной температуре, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, процесс ведут с использованием обессоленной воды в присутствии активатора — нитрата алюминия и в качестве катализатора используют металл, выбранный из группы: медь, кобальт или никель

Ренея и/или окись, или соль и/или гидроокись указанных металлов, при массовом соотношении металла Ренея и акрилонитрила, равном (0,05-1):1, и массовом соотношении акрилонитрила и воды, равном (0,1-0,73):1, при температуре 90-170 С, давлении 1-9 бар, рН 12-13,6 в инертной атмосфере.