Способ получения акриламида или метакриламида

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (ii) 454737

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимый от патента (51) М. Кл. С 07с 103/56 (22) Заявлено 23.07.70 (21) 1463552 23-4 (32) Приоритет 24.07.69 (31) 58021/69.

04.11.69 87593/69, 25.11.69 93945/69 (33) Япония

Опубликовано 25.12.74. Бюллетень М 47

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делан изобретений и открытии (53) УДК 547.398.1 (088,8) Дата опубликования описания 27.02.75 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Фудзио Мацуда и Тоору Такахаси (Япония) Иностранная фирма

«Мицуи Тоацу Кемикалз Инкорпорейтед» (Япония) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКРИЛАМИДА ИЛИ

МЕТАКРИЛАМИДА

Изобретение относится к получению акриламида или метакриламида, которые могут быть широко использованы в химической промышленности и народном хозяйстве.

Известен д вухстадийный способ получения акриламида или метакриламида, заключающийся в том, что акрилонитрил или метакрилонитрил подвергают взаимодействию с гидролизующим агентом — северной кислотой и водой в присутствиси катализатора — ингибптора полимеризации при температуре около

97 С с последующей нейтрализацией полученного при этом сульфата акриламида или метакриламида в присутствии катализатора— инти битора полимеризации и выделением целевого продукта известным способом.

Выход целевого продукта составляет около

60 о/о; т.,пл. 83 С.

Недостатками известного способа является низкое качество целевого продукта, а также сложность технологического процесса, обусловленная необходимостью применения дополнительного оборудования для нейтрализации образующегося в процессе реакции сульфата акриламида или метакриламида.

С целью устранения указанных недостатког, предлагается в качестве гидролизующего агента использовать воду или соединение, выделяющее ее, например спирт, а в качестве катализатора — металлосодержащее соединение, включающее или медь Ренея, или медь Уильмана, или восстановленный медный

S катализатор, пли медь с носителем, или серебро, нлп золото, плн кобальт, или никель, или палладий, нлн платину.

Процесс можно проводить при 25 — 200 С в условиях повышенного давления — 300 кг/см

10 в среде органического растворителя, например метилового спирта. Выход целевого продукта составляет 35 — 99%, т.,пл. 84,5 — 85 С.

Предлагаемый способ позволяет упростить технологический процесс за счет исключения

15 стадии нейтрализации побочного продукта— сульфата акрпламида и соответствующего нейтрализационного оборудования.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет повысить качество целевого продукта.

20 П р имер 1. В четырехгорлую колбу емкостью 100 мл помещают приблизительно 1 г меди Ренея, который подвергают предварительной промывке водой и изопропиловым спиртом, 30,0 г акрплонитрила и 13,3 г изо25 -:ропилового спирта. После этого в условиях атмосферного давления приготовленную смесь нагревают до температуры, кипения реакционной смеси с прпменениехт обпатного холодиль454737 ника в течение 2 час с непрерывным перемешиванием и одновременным нагреванием до

70 С.

После завершения реакции катализатор отфильтровывают и фильтрат выпаривают, в результате чего получают приолизительно 1,5 г белого кристаллического продукта. его растворяют в смеси диэтилового эфира с этиловым спиртом с последующей перекристаллизацией.

Полученный белый кристаллический продукт имеет т. пл. 84,5 — 85 С.

Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, но в качестве катализатора используют 1,1 г меди Ренея,,которую предварительно промывают водой с последующей промывкой этиловым спиртом, 30,0 г акрилонитрила и 10,0 r этилового спирта. После этого смесь .нагревают с применением обратного холодильника в течение 2 час при температуре приблизительно 68 С. Получают 1,2 г акриламида.

Пример 3. Процесс проводят аналогично примеру 1, но используют приблизительно 2г меди Ренея, которую после получения промывают водой. Этот катализатор совместно с исходной жидкой реакционной смесью, которая содержит 25,0 г акрилонитрила и 25,0 воды, разделенной на два слоя, нагревают с применением обратного холодильника в условиях интенсивного испарения в течение

2 час при реакционной температуре приблизительно 70 С.

В качестве исходного продукта при этом получено 8,1 г акриламида.

Пример 4. Процесс ведут аналогично примеру l, но в качестве катализатора используют приблизительно 2 г меди Уильмана, а исходная жидкая реакционная смесь включает 25,0 г акрилонитрила и 25,0 г воды.

Смесь нагревают с применением обратного холодильника в течение 2 час при 70 С. Получают 2,3 г акриламида.

Пример 5. 125 г азотнокислой меди

Cu(NOg)g.Н О растворяют в 1 500 мл воды, после чего раствор нагревают до 80 С. К этому раствору прикапывают 20 /о -ный водный раствор гидрата окиси калия для доведения рН до 9 — 10. Далее гидрат окиси меди подвергают тщательной промывке горячей водой, после чего высушивают при 100 С. После этого 10 г гидрата окиси меди загружают в четырехгорлую колбу емкостью 100 мл и подвергают восстановлению в течение 2 час прп

170 С пропусканием потока водорода, расход которото составляет 300 мл/мин, в результате чего получают катализатор. Далее в колбу, в которой находился катализатор, представляющий собой восстановленную медь, загружают исходную жидкую реакционную смесь, которая содержит 25 г акрилонитрила и 25 г воды, с последующим нагреванием смеси с применением обратного холодильника в течение 2 час при 70 С.

Пример б. В колбу, в которой содержится медно-асбестовый катализатор, загружают жидкую реакционную смесь, которая включает 25 r акрплонптрпла и 25 r воды. Прпготов5 ленную смесь нагревают с применением обратного холодильHèêà в течение 2 час прп

70 С. Получают З,б г акрпламида.

Пример 7. В колбу, в которой находится восстановленный медно-хромовый катализа10 тор, загружают исходную жидкую реакционную смесь, состоящую из 25,0 г акрилонптрнла и 25,0 г воды. Приготовленную смесь нагревают с применением обратного холодильника в течение 2 час при 70 С. Получают

15 2,б г акриламида, который содержит очень незначительное количество пропионитрила.

Пример 8. В четырехгорлую колбу емкостью 100 мл, которая содержит медно-цинковый катализатор, загружают исходную

20 жидкую реакционную смесь, которая включает 25,0 r акрплонитрпла и 25,0 г воды. Приготовленную реакционную массу нагревают с применением обратного холодильника в течение 2 час при 70 С. Получают 2,5 г акрил25 амида.

П р» м е р 9. В соответствии с примером 1 готовят катализатор — медь Ренея, 8,7 г данного катализатора совместно с исходной жид.кой реакционной смесью, которая содержит

30 18,9 г акрилонптрила и 81,1 r воды, загружают в автоклав с последующим проведением реакции в условиях непрерывного персмешпвания в атмосфере азота в течение 130 мпн прп 120 С. В ходе реакции внутреннее избы35 точное давление изменяется от 3 до 1 кг см . ! 2

Получают 25 г акрпламида.

Пример 10. Аналогично примеру 1 в качестве катализатора использовали приблизительно 10 г кобальта Ренея, который после

40 приготовления промывали водой, причем катализатор совместно с исходной жидкой реакционной смесью, которая содержит 3,3 г акрилонитрила и Зб,0 воды, нагревают с применением обратного холодильника в течение

45 приблизительно 2 час в условиях интенсивного испарения при реакционной температуре приблизительно 70 С.

После полного завершения реакции в результате газохроматографического анализа

50 установлено, что в качестве конечного продукта при этом получили 1,0б г акриламида и очень незначительное количество пропионптрпла. Смешанный конечный продукт включает небольшие количества побочных продук55 то в.

Пример 11. Аналогично примеру 1 в качвстве катализатора используют кобальтовый катализатор, который нанесен на подложку.

С этой целью в двухгорлую колбу емкостью

60 50 мл (закрытую колбу) загружают 10 г восстановленного стабилизированного кобальтового катализатора, который нанесен на диатомовую землю. Далее катализатор нагревают и для восстановления над ним пропускают

65 поток водорода. Расход потока водорода

45 4737

Предмет изобретения

1. Способ получения акрплампда плп метакриламида путем взаимодействия акрилонптрпла илп метакрплонитрпла с гпдролпзующим

0 агентом прп нагревании B присутствии катализатора с последующим выделением целевого продукта известным с..особом, о тл и ч а ющ и и ся тем, что, с цслью повышения качества целевого продукта и упрощения техноло5 гии, в качестве гидролизу|ощего агента используют воду или соединение, выделяющее воду, например спирт, а в качестве катализатора используют металлосодержащее соединение, включающее плп медь Ренея, пли медь

0 Уильмана, или восстановленный медный катализатор, плп медь с носителем, илп серебро, илп золото, плп кобальт, пли никель, itëè палладпй, пли платину.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, 5 что процесс ведут в среде органического растворителя, например метилового спирта.

Составитель Т. Калинина

Редактор Н. Джарагетти Текред T. Миронова Корректор А. Дзесова

Заказ 250/16 Изд. № 239 Тираж 506 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

50 мл/мин, тогда как температура в ходе проведения процесса восстановления составляет 800 С при продолжительности операции

2 час. После восстановления катализатор охлаждают до комнатной температуры, не,прерывая при этом тока водорода. После этого подачу потока водорода прекращают, а жидкую смесь 3,3 г акрилонитрила и 36,0 г воды вводят в среду катализатора таким образом, что катализатор не вступает в контакт с воз- 10 духом.

В качестве конечного продукта получают

0,37 r акриламида и незначительное количество пропионитрила, причем эта смесь конечных продуктов содержит незначительное ко- 15 личество промежуточных продуктов.

Пример 12. Процесс ведут аналогично примеру 1. В качестве катализатора используют никель Ренея, который после приготов- 20 ления промывают водой и далее вводят в исходную жидкую реакционную смесь, содержащую 3,3 г акрилонитрила и 36,0 г воды. После этого реакционную смесь нагревают с применением обратного холодильника в течение 25

2 час при 70 С.

После полного завершения реакции катализатор отфильтровывают от конечной реакционной смеси, которую подвергают газохроматографическому анализу. В качестве ко- 30 нечного продукта получают 0,90 г акриламида и незначительное количество пропионитрила.

Пример 13. Процесс ведут аналогично примеру 1, но с использованием в качестве 3 катализатора 0,5 г палладийуглеродного соединения. В качестве исходной жидкой реакционной смеси используют смесь, содержащую 3,3 г акрилонитрила и 36,0 г воды. 1(атализатор отделяют от реакционной смеси 4 фильтрованием, после чего смесь подвергают газохроматографическому анализу. В качестве конечного продукта получают 0,67 г акриламида в смеси с очень небольшим количеством пропионитрила и побочных продуктов. 4

П р и мер 14. В четырехгорлую колбу емкостью 100 мл помещают 10 г катализатора, который представляет собой окись серебра, нанесенную на окись алюминия (1% в пересчете на окись серебра), и далее восстанавливают при 200 С в течение 2 час при непрерывном пропускании потока водорода, расход которого составляет 50 мл/мин. После этого в колбу с |катализатором загружают исходную жидкую реакционную смесь, содержащую

6,6 г акрилонитрила и 36,0 г воды. Массу нагревают с применением обратного холодильника в течение 2 час при 70 С.

После полного завершения реакции катализатор отделяют от конечной реакционной смеси фильтрованием, а полученный фпльтрат выпаривают. В результате получают 0,85 г белого криста t. tit teci oi o ripoff t

Пример 15. Процесс ведут аналогично процессу, описанному в примере 14, но с использованием в качестве катализатора 1,0 г окиси золота, которую после предварительного восстановления вводят в реакционную среду с последующим проведением реакции.

В качестве конечного продукта получают

3,5 r акрилампда в смеси с очень незначительным количеством побочны.; продуктов.

Пример 16. Процесс ведут аналогично примеру 15, Но в качестве катализатора используют 1,0 г невосстановленной окиси зоlота. Последующую реакцию проводят при

60 С в течение 5 час.

После завершения реакции в результате газохроматографпческого анализа установлено, что в качестве конечного продукта получают

0,73 г акрплампда в смеси с 0,12 г этпленхлоргидрином В состав смеси входит незначительное количество полупродуктов.