154522. lajstromszámú szabadalom • Eljárás epszilon-kaprolakton és alkilszármazékainak előállítására
•..."••;• ^ •" " 154522 ' >l 3 ketonok perecetsavval laktonokká történő reagáltatása közben szervetlen szennyeződések, víz, ásványi savak vagy sóik távollétében polimerek és melléktermékek képződését meszszemenő módon el lehet kerülni. 5 Nem volt előrelátható tehát az, hogy kaprolakton ciklohexanonból vizes perkanbonsavak Segítségével melléktermékek messzemenő kiküszöbölésével nagy hozammal előállíthatók. A találmány szerinti reakcióhoz 20—75%^os, io előnyösen 50—60%-os alifás perkarbonsav vizes oldatát használjuk. Különösen előnyösnek bizonyult kb. 60%-os vizes perecetsav alkalmazása, amelyet pl. az 1 165 576 számú német közzétételi irat szerint 15 hidrogénperoxidból és ecetsavból valamely savas katalizátor jelenlétében leihet előállítani. Ciklohexanonon kívül a ciklohexanon alkilszármazékai is a megfelelő laktonokká oxidálhatók. Alkil-csoportokon a jelen találmány 20 szempontjából 1—4 szénatomos alkil-csoportokat, főként metil-csoportokat értünk, amelyek egy vagy több szubsztituens formájában lehetnek a gyűrűben. 25 A találmány szerinti reakciót szakaszosan vagy folyamatosan végezhetjük. Ebből a célból vizes perkarbonsavat, amelyet előnyös módon az 1165 576, ill. 1170 926 számú német közzétételi iratok szerint állítottunk elő, a ciklo- 30 hexanonhoz adagoljuk, a ciklohexanon a megadott koncentrációjú perkarbonsavval homogén módon elkeveredik. A reakciót szobahőmérséklet és kb. 100 C°, előnyösen kb. 40 és kb 80 C° közötti hőmérséklettartományban fogana- 35 tosítjuk. Mivel a reakció exoterm lefutású, így ajánlatos a reakcióadag nagyságától függően több-kevesebb hűtést alkalmazni. A reakciósebesség viszonylag magas, így általában kb. 15 és kb. 60 perc közötti időtartamon belül 40 kvantitatív lefutással lehet számolni. A feldolgozás szempontjából veszélyesnek tekintett, tehát kiküszöbölendő peroxidképződés elkerülésére célszerűen a ciklöhexanont az elméleti mennyiséget megihaladó mértékben alkalmaz- 45 zuk. A reakcióelegy feldolgozása egyszerű, mivel a keveréket rektifikáció után, előnyösen vákuumban, desztillációs oszlopon könnyen elválaszthatjuk. A perkarbonsawal bevitt víz le: választásának elősegítése céljából előnyös mó- 5Q don nagyobb ciklohexanon felesleget alkalmazunk, amely a víz desztilláció útján való leválasztását megkönnyíti. A desztillációnál legmagasabb forrpontú komponensként tiszta kaprolaktont nyerünk. 55 A találmány szerinti, vizes per ecetsavak felhasználásán alapuló eljárás az ismert perecetsav szerves oldószerben képzett oldatait alkalmazó ismert eljárásokkal szemben a következő lényeges előnyökkel rendelkezik: 60 A vizes perecetsav veszélymentesen kezelhető. A perecetsavból a szokásos 25%-os koncentrációval szemben nagyobb koncentráció-értékeken, pl. 60%-os koncentrációban lehet dol- g5 4 gozni, amelynek folytán a reakció lefolytatásához kisebb reakciótér és a berendezéshez csökkentett beruházási költségek szükségesek. A reakciónál képződött ecetsavat körfolyamatban vissza lehet vezetni és így nem képez ballasztanyagot. 1. példa: Keverővel, hőmérővel és csepegtetőtölcsérrel felszerelt háromnyakú lombikon 490 g (5,0 mól) ciklöhexanont adagolunk, és ehhez 40 C°-on 30 perc leforgása alatt 315 g (2,5 mól) vizes perecetsavat (60,4 súly%) keverünk. A reakcióhőt külső hűtéssel elvezetjük. 2 órás utóreakció idő után 40 C°-on a bevitt aktív oxigén 95%-a lereagált. Feldolgozása céljából a reakciókeveréket olyan oszlop közepére adagoljuk, amelyben 35 Torr nyomáson ciklöhexanont forralunk visszafolyató hűtés alkalmazásával. A felesleges ciklöhexanont, vizet és ecetsavat a fejrészen leválasztjuk és az oszlop fenekén maradt ciklohexanonos kaprolaktonoldatot egy másik oszlopban rektifikáljuk. Ciklohexanon előpárlat után 229 g = 80,4% elméleti hozammal E-kaprolaktont nyerünk, amelynek forrpontja 0,8 Torr nyomáson 67—68 C°. 2. példa: 588 g (6,0 mól) ciklöhexanont az 1. példa szerinti módon 383 g (3,0 mól) vizes perecetsawal (59,6 súly%) reagáltatunk. A reakcióhőmérsékletet 70 C°-ra állítjuk be. 20 perces összreakcióidő után 70 C°-on a bevitt aktív oxigén 95%-ban elhasználódott. A feldolgozást az 1. példa szerinti módon végezzük. A hozam 272 g «-kaprolakton = 79,5ö /o elméleti, amelynek forrpontja 0,2 Torr nyomáson 58—60 C°. 3. példa: Cső alakú reaktorban 70 C°-on óránként folytonosan 235 g ciklöhexanont és 153 g vizes perecetsavat (59,6 súly%) vezetünk be. A csőben való tartózkodási idő 10 perc. A cső kifolyása egy desztillációs oszlop középrészével van összekapcsolva, mely utóbbiban a reakciókeveréket desztillációs úton feldolgozzuk. Az oszlop fejrészén folytonosan ciklöhexanont, vizet és ecetsavat elválasztunk, az oszlop fenekén pedig ciklohexanonos kaprolakton oldatot nyerünk. Ezt az oldatot egy további oszlopban rektifikáljuk. 25 órás üzemidő után összesen 5880 g riklolhexanont és 3830 g vizes perecetsavat (59,6 súly%) viszünk reakcióba. Reakciótermékként 3100 g = 90,5% elméleti hozammal kaprolaktont nyerünk. A ciklohexanonból, vízből és ecetsavból álló mellékkeveréket desztillációs úton elválasztjuk és a ciklöhexanont a folyamatba visszavezetjük. A folyamatnál képződő ecetsavat ismét felhasználhatjuk perecetsav -ecetsavból és hidrogénperoxidból való előállítása során. 2
