способ получения изовалериановой кислоты

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОВАЛЕРИАНОВОЙ КИСЛОТЫ взаимодействием изоамилового спирта с окислителем в водно-щелочной среде, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют кислородсодержащий газ и процесс проводят при 50 - 130^oС и 0 - 10 ати на стационарном слое катализатора - палладия на активированном угле.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения изовалериановой кислоты, которая находит применение в качестве полупродукта для синтеза медпрепаратов (валидол, корвалол) и душистых веществ.

Известен способ получения изовалериановой кислоты окислением кислородом изоамилового спирта до альдегида в присутствии катализатора - серебро на пемзе, и окисления полученного альдегида до изовалериановой кислоты воздухом при 10-30^оС в присутствии ацетатов свинца или марганца [1].

Основными недостатками способа является взрывоопасность процесса и его многостадийность.

Известен способ получения изовалериановой кислоты окислением изоамилового спирта в щелочной среде при 30-65^оС и плотности тока 3-13 А/дм² в электрохимической ячейке на пористом никеле или графитовом аноде с нанесенными на них высшими окислами (2).

Основными недостатками данного способа являются сложность аппаратурного оформления процесса, энергоемкость и относительно низкий выход изовалериановой кислоты. Наиболее близким по технической сущности является способ получения изовалериановой кислоты (ИВК) окислением изоамилового спирта (ИАС) в водно-щелочном растворе перманганатом калия при температуре не более 21^оС с последующим подкислением реакционной массы и выделением ИВК дистилляцией. Выход ИВК составляет 68-72 мол.% [2].

Основными недостатками данного способа являются низкий выход ИВК и образование эквимолярного количества отходов производства - оксидов марганца.

Техническим решением задачи является увеличение выхода ИВК и исключение образования отходов оксидов марганца.

Данная задача решается окислением ИАС в водно-щелочной среде с последующим подкислением реакционной массы и выделением ИВК дистилляцией, отличительной особенностью которого является проведение процесса при 50-130^оС и 0-10 ати на стационарном слое катализатора - палладии на активированном угле и использовании в качестве окислителя кислородсодержащего газа.

П р и м е р 1. Процесс окисления ИАС осуществляют в вертикальном трубчатом реакторе проточного типа, снабженном термостатированной рубашкой и заполненном 0,6 л (0,3 кг) гетерогенного катализатора - 2% Рd на активированном угле марки АГ-3. В верхнюю часть реактора непрерывно со скоростью 0,6 кг/ч подают смесь состава, мас.%: вода 87,0; ИАС 8,8; NaOH 4,2, и воздух со скоростью 140 л/ч. Температуру в реакторе поддерживают на уровне 60^оС. давление 2 ати. Газо-жидкостную смесь, выходящую из реактора, охлаждают до комнатной температуры, направляют в сепаратор типа газ-жидкость, где отделяют водно-органическую фазу состава, мас.%: вода 87,8; ИАС 0,3; NaOH 0,3; натриевая соль ИВК 11,6. Водно-органическую фазу подкисляют серной кислотой до рН 3, отделяют верхний органический слой и подвергают его дистилляции. За 8 ч непрерывной работы подано 0,422 кг (4,8 моль) ИАС. После выделения получено 0,464 кг (4,55 моль) изовалериановой кислоты, имеющей следующие показатели: t _кип = 176-177^оС; n_D¹⁵ = = 1,4064; = 0,9331 г/см³ (при 18^оС). Выход изовалериановой кислоты составил 95,0 мол.%.

П р и м е р 2. Процесс окисления осуществляют аналогично примеру 1, подавая на вход реактора, заполненного гетерогенным катализатором -1% Рd на активированном угле АР-3, смесь состава, мас.%: вода 80,5; ИАС 13,2; NaОН 6,3, со скоростью 0,5 кг/ч. В качестве окислителя используют технический кислород с содержанием основного вещества 94 об.%. Скорость подачи кислорода 25 л/ч. Температуру в реакторе поддерживают на уровне 80^оС, давление - 0,5 ати. За 8 ч непрерывной работы подано 0,396 кг (4,5 моль) ИАС. После выделения аналогичного примеру 1, получено 0,415 кг (4,07 моль) ИВК, имеющей следующие показатели: t_кип = 176-177^oС; n_D¹⁵ = 1,4063; = 0,9333 г/cм³ (при 18 град.С). Выход ИВК - 90,4 мол.%.

П р и м е р 3. Процесс осуществляют аналогично примеру 1 при температуре 110^оС и давлении 7 ати. Выход ИВК 0,429 кг (4,21 моль) - 87,8 мол.%. Качество кислоты аналогичное примеру 1.

П р и м е р 4. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, используя в качестве катализатора - 5% Pd на активированном угле марки АРБ и осуществляя процесс при 130 град. С и 10 ати. После выделения получают ИВК со следующими характеристиками: t_кип. = 176-177^оС; n_D¹⁵ = 1,4062; = =0,9331 г/см³ (при 18^оС) и выходом 0,405 кг (3,98 моль) 83,0 мол.%.

П р и м е р 5. Процесс осуществляют аналогично примеру 2 при 50^оС и атмосферном давлении. Выход ИВК составил 0,391 кг (3,83 моль) - 85,1 мол.%. Качественные характеристики кислоты аналогичны примеру 2.

Проведение процесса данным способом позволяет повысить выход ИВК с 68-72 до 83-95 мол.% при отсутствии отхода производства - оксидов марганца.