Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ гидрирования ароматических кетонов

Классы МПК:C07C5/03 неароматических углерод-углеродных двойных связей
C07C5/10 ароматических шестичленных колец 
B01J23/44 палладий
B01J37/02 пропитывание, покрытие или осаждение
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Тверской государственный технический университет
Приоритеты:
подача заявки:
2000-08-01
публикация патента:

Изобретение относится к способу гидрирования ароматических кетонов, являющихся промежуточными соединениями, используемыми для производства красителей, лаков, смол. Способ гидрирования водородом ароматических кетонов ряда ацетофенона при повышенной температуре и атмосферном давлении на предварительно обработанном раствором кислоты Бренстеда палладийсодержащем катализаторе осуществляется тем, что гидрируют ацетофеноны концентрации (1,12-8,32)способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 моль/л при 40-70oС, при этом количество катализатора составляет 0,16-2,5 г/л, кроме того, катализатор обрабатывают раствором кислоты концентрации 0,36способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 кмоль/м3 в течение 30-40 мин, в качестве кислоты Бренстеда используют серную кислоту. Технический результат - повышение выхода ароматических углеводородов, сокращение времени гидрирования. 2 ил. , 1 табл.

Рисунки к патенту РФ 2178397

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

Изобретение относится к органической химии, а именно к способам гидрирования ароматических кетонов, являющихся промежуточными соединениями, используемыми для производства красителей, лаков, смол, а также некоторых фармацевтических препаратов с высоким выходом и ограниченным временем процесса.

Известен способ гидрирования ацетофенона на 1% осмиевом катализаторе, нанесенном на окись алюминия при 100-200oC и давлении 300 атм. Конечными продуктами реакции являлись метилциклогексилкарбинол и этилциклогексан. Выход этилбензола составлял 0.3%. Время гидрирования 240 минут. (Баринов Н. С. , Мушенко Д. В. , Лебедева Э. Г. , Баландин А. А. Жидкофазное гидрирование ацетофенона на осмиевом катализаторе в условиях повышенной температуры и давления. - Алма-Ата: Наука. - 1967. - с. 130-133).

Недостатком этого способа является низкая селективность процесса по отношению к этилбензолу. Кроме того, обеспечение высокотемпературных режимов гидрирования и эксплуатация установок, работающих под давлением, приводит к удорожанию процесса.

Наиболее близким по технической сущности является способ гидрирования водородом ацетофенона при повышенной температуре и атмосферном давлении на предварительно обработанном раствором кислоты Бренстеда палладийсодержащем катализаторе. Гидрированию подвергался ацетофенон концентрации 1способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 моль/л на палладийсодержащем катализаторе (3% Pd) в количестве 3 г, приготовленном из PdCl2 выделением металла из соответствующей соли с последущим нанесением его на предварительно подготовленный кремнийсодержащий носитель. Эксперименты осуществлялись в циклогексане в кинетической области при 50oC. Время гидрирования 240 мин. Конечными продуктами реакции были 1- фенилэтанол и этилбензол (60%). (Maria Angeles Aramendia, Victoriano Borau, Cesar Jimenez, Jose Maria Marinas and Maria Eugenia Sempere // Gazzetta Chimica Italiana, 119, 1989, с. 129-130 Published by Societa Chimica Italiana).

Недостатком этого способа является низкая селективность по отношению к выходу этилбензола, значительное время гидрирования, большой расход катализатора.

Задачей изобретения является повышение выхода ароматических углеводородов, сокращение времени гидрирования за счет разработки условий проведения процесса гидрирования ароматических кетонов ряда ацетофенона, имеющих различное строение, на модифицированном раствором серной кислоты палладийсодержащем катализаторе.

Технический результат изобретения - селективное гидрирование ароматических кетонов с высоким выходом соответствующих ароматических углеводородов при сокращенном времени гидрирования.

Поставленная задача достигается тем, что в способе гидрирования водородом ароматических кетонов ряда ацетофенона при повышенной температуре и атмосферном давлении на предварительно обработанном раствором кислоты Бренстеда палладийсодержащем катализаторе, согласно изобретению, гидрируют ацетофеноны при концентрации (1.12-8.32)способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 моль/л (0.05 - 0.3 г) и 40-70oC. Количество катализатора варьируется в диапазоне 0.16-2.5 г/л (0.005 - 0.075 г). Содержание палладия в катализаторе, нанесенном на углеродный пористый носитель "Сибунит", составляет 4%, что соответствует промышленным требованиям к содержанию драгметалла в катализаторе (не более 10%). Катализатор обрабатывают раствором серной кислоты концентрации 0.36способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 кмоль/м3 в течение 30-40 мин.

Гидрирование ацетофенонов концентрации больше 8.32способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 моль/л в присутствии катализатора концентрации меньше 0.16 г/л идет медленно, с маленьким выходом углеводородов. Гидрирование ацетофенонов концентрации меньше 1.12способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 моль/л приводит к образованию перегидрированных продуктов реакции.

При обработке катализатора раствором серной кислоты концентрации меньше 0.36способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 кмоль/м3 гидрирование ароматических кетонов идет медленно, выход ароматических углеводородов маленький. Использование раствора серной кислоты концентрации больше 0.36способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 кмоль/м3 для обработки катализатора приводит к образованию перегидрированных продуктов.

Гидрирование ацетофенонов при температуре ниже 40oC идет медленно, выход ароматических углеводородов невелик. Проведение процессов при температуре выше 70oC приводит к испарению растворителя - изопропилового спирта.

Восстановление ароматических кетонов при повышенном давлении ведет к гидрированию не только карбонильной группы в ацетофенонах, но и гидрированию бензольного кольца, выход ароматических углеводородов снижается.

Для пояснения способа гидрирования исследованного ряда ароматических кетонов приведены чертежи, где на фиг. 1 изображена общая схема гидрогенизации ацетофенонов, на фиг. 2 представлена установка для проведения процесса гидрирования (общий вид).

Гидрирование проводилось на установке, состоящей из реактора интенсивного перемешивания 1, качательное движение на который передается от электродвигателя 2 через кривошипно-шатунный механизм 3. Реактор 1 термостатируется водой, подаваемой из термостата 4. В реактор 1 через штуцер 5 загружаются реагенты, а через штуцер 6 подается водород из баллона 7. Измерение количества поступающего водорода производится измерительной бюреткой 8, в которую поступает вода из уравнительного сосуда 9. Реактор 1 термостатировался до необходимой температуры. Затем через штуцер 5 в него загружались половина объема растворителя и необходимое количество катализатора. После этого реактор трижды продувался водородом, герметизировался, и в течение часа катализатор насыщался водородом. По истечении этого времени в реактор 1 через штуцер 5 загружались субстрат и оставшаяся часть растворителя, реактор трижды продувался водородом и герметизировался, запускался двигатель 2, и проводился процесс гидрирования. Количество поглощенного водорода фиксировалось по измерительной бюретке 8.

При проведении эксперимента периодически отбирались пробы и проводился их анализ методом газожидкостной хроматографии.

Пример N 1. Гидрирование ацетофенона C8H8O.

Брутто-формула ацетофенона C8H8O:

способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 2178397

0.05 г катализатора обрабатывают раствором серной кислоты концентрации 0.36способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 моль/м3 в течение 30 мин. После отстаивания верхний слой декантируют, катализатор промывают тем же растворителем. Реактор 1 термостатируют при 50oC. Затем через штуцер 5 в него загружают две трети объема растворителя и 1.66 г/л (0.05 г) катализатора. После этого реактор трижды продувают водородом, герметизируют и в течение часа катализатор насыщают водородом. По истечении этого времени в реактор 1 через штуцер 5 загружают 5.55способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 моль/л ацетофенона и остальную часть растворителя, реактор трижды продувают водородом и герметизируют, запускают двигатель 2 и проводят процесс гидрирования. Количество поглощенного водорода измеряют по измерительной бюретке 8. Время гидрирования 130 мин. Конверсия ацетофенона составляет 100%. Продуктом реакции является этилбензол C8H10.

Пример N 2. Гидрирование пропиофенона C2H10O.

Брутто-формула пропиофенона C9H10O

способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 2178397

0.05 г катализатора обрабатывают раствором серной кислоты концентрации 0.36способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 моль/м3 в течение 30 мин. После отстаивания верхний слой декантируют, катализатор промывают тем же растворителем. Реактор 1 термостатируют при 50oC. Затем через штуцер 5 в него загружают две трети объема растворителя и 1.66 г/л (0.05 г) катализатора. После этого реактор трижды продувают водородом, герметизируют и в течение часа катализатор насыщают водородом. По истечении этого времени в реактор 1 через штуцер 5 загружают 4.97способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 моль/л пропиофенона и остальную часть растворителя, реактор трижды продувают водородом и герметизируют, запускают двигатель 2 и проводят процесс гидрирования. Количество поглощенного водорода измеряют по измерительной бюретке 8. Время гидрирования 300 мин. Конверсия пропиофенона составляет 97%. Продуктом реакции является пропилбензол C9H12.

Пример N 3. гидрирование бутирофенона C10H12).

Брутто-формула бутирофенона C10H12O:

способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 2178397

0.05 г катализатора обрабатывают раствором серной кислоты концентрации 0.36способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 моль/м3 в течение 30 мин. После отстаивания верхний слой декантируют, катализатор промывают тем же растворителем. Реактор 1 термостатируют при 50oC. Затем через штуцер 5 в него загружают две трети объема растворителя и 1.66 г/л (0.05 г) катализатора. После этого реактор трижды продувают водородом, герметизируют и в течение часа катализатор насыщают водородом. По истечении этого времени в реактор 1 через штуцер 5 загружают 2.25способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 моль/л бутирофенона и остальную часть растворителя, реактор трижды продувают водородом и герметизируют, запускают двигатель 2 и проводят процесс гидрирования. Количество поглощенного водорода измеряют по измерительной бюретке 8. Время гидрирования 300 мин. Конверсия бутирофенона составляет 89%. Продуктом реакции является бутилбензол C10H14.

Примеры гидрирования ацетофенонов и выходы углеводородов представлены в таблице.

Предлагаемый способ можно широко применять как в лабораторных условиях, так и на существующем оборудовании в отдельных отраслях фармацевтической промышленности, в производстве лако-красочных изделий, когда в них входит стадия селективного гидрирования ароматических кетонов, с хорошим выходом соответствующих углеводородов и сокращенным временем процесса.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ гидрирования ароматических кетонов ряда ацетофенона при повышенной температуре и атмосферном давлении на предварительно обработанном раствором кислоты Бренстеда палладийсодержащем катализаторе, отличающийся тем, что гидрируют ацетофеноны концентрации (1,12-8,32)способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 моль/л при 40-70oС, при этом количество катализатора составляет 0,16-2,5 г/л, кроме того, катализатор обрабатывают раствором кислоты концентрации 0,36способ гидрирования ароматических кетонов, патент № 217839710-2 кмоль/м3 в течение 30-40 мин, в качестве кислоты Бренстеда используют серную кислоту.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C07C5/03 неароматических углерод-углеродных двойных связей

Класс C07C5/10 ароматических шестичленных колец 

Патенты РФ в классе C07C5/10:
катализатор гидрирования ароматических углеводородов и способ получения и применения такого катализатора -  патент 2469789 (20.12.2012)
получение жидких углеводородов из метана -  патент 2405764 (10.12.2010)
способ гидрирования бензола, смесей бензола и толуола, смесей бензола и ксилола, или изомерной смеси ксилола, или смесей бензола, толуола и ксилола, или изомерной смеси ксилола, содержащих сернистые ароматические соединения, и способ их десульфирования -  патент 2404950 (27.11.2010)
способ получения ароматических соединений и способ получения гидрированных ароматических соединений -  патент 2400464 (27.09.2010)
способ гидрирования бензола -  патент 2400463 (27.09.2010)
гидрирование ароматических соединений -  патент 2391326 (10.06.2010)
сферические высокоактивные металлические катализаторы на носителе -  патент 2317853 (27.02.2008)
способ получения изопропанола, способ получения фенола и изопропанола, содержащего продукты гидрирования бензола, и способ гидрирования исходного ацетона, загрязненного бензолом -  патент 2296740 (10.04.2007)
способ получения триптана -  патент 2296735 (10.04.2007)
способ гидрирования ароматического соединения посредством реакционной дистилляции -  патент 2277079 (27.05.2006)

Класс B01J23/44 палладий

Патенты РФ в классе B01J23/44:
способ приготовления катализатора и способ получения пероксида водорода -  патент 2526460 (20.08.2014)
способ применения слоистых сферических катализаторов с высоким коэффициентом доступности -  патент 2517187 (27.05.2014)
способ приготовления катализатора для полного окисления углеводородов, катализатор, приготовленный по этому способу, и способ очистки воздуха от углеводородов с использованием полученного катализатора -  патент 2515510 (10.05.2014)
выхлопная система для двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедной смеси, содержащая катализатор на основе сплава pd-au -  патент 2506988 (20.02.2014)
способ получения н-гептадекана гидродеоксигенированием стеариновой кислоты -  патент 2503649 (10.01.2014)
катализатор сжигания водорода, способ его получения и способ сжигания водорода -  патент 2494811 (10.10.2013)
способ селективного гидрирования фенилацетилена в присутствии стирола с использованием композитного слоя -  патент 2492160 (10.09.2013)
способ очистки сульфатного скипидара от сернистых соединений -  патент 2485154 (20.06.2013)
способ получения гетерогенного катализатора для получения ценных и энергетически насыщенных компонентов бензинов -  патент 2482917 (27.05.2013)
способ получения оксида палладия(ii) на поверхности носителя -  патент 2482065 (20.05.2013)

Класс B01J37/02 пропитывание, покрытие или осаждение

Патенты РФ в классе B01J37/02:
способ получения катализатора для процесса метанирования -  патент 2528988 (20.09.2014)
вольфрамкарбидные катализаторы на мезопористом углеродном носителе, их получение и применения -  патент 2528389 (20.09.2014)
катализатор для переработки тяжелого нефтяного сырья и способ его приготовления -  патент 2527573 (10.09.2014)
катализатор для процесса гидродепарафинизации и способ его получения -  патент 2527283 (27.08.2014)
способ приготовления катализатора и способ получения пероксида водорода -  патент 2526460 (20.08.2014)
катализатор для получения синтетических базовых масел и способ его приготовления -  патент 2525119 (10.08.2014)
конструктивный элемент с антимикробной поверхностью и его применение -  патент 2523161 (20.07.2014)
катализатор для получения синтетических базовых масел в процессе соолигомеризации этилена с альфа-олефинами с6-с10 и способ его приготовления -  патент 2523015 (20.07.2014)
способ получения каталитического покрытия для очистки газов -  патент 2522561 (20.07.2014)
способ изготовления металл-углерод содержащих тел -  патент 2520874 (27.06.2014)

Наверх