Федеральнеагентство з освіти
Державнеосвітня установа вищої професійної освіти
Самарськийдержавний технічний університет
Кафедра: В«Органічна хіміяВ»
"СИНТЕЗАдипінової кислоти "
Курсоваробота
Виконав:
Керівник:
Самара, 2007м.
Зміст
1. Введення
1.1. Властивості адипінової кислоти
1.2. Застосування адипінової кислоти
1.3. Синтез адипінової кислоти
2. Літературний огляд. Методи отримання дикарбонових іполікарбонових кислот
2.1. Карбоксилювання і алкоксікарбонілірованіе
2.2. Реакції конденсації
2.3. Реакції Міхаеля
2.4. Окислювальні методи
3. Методика експерименту
4. Висновки
Список літератури
1. Введення
1.1.Властивості адипінової кислоти
Адипінова кислота (1,4-бутандікарбоновая кислота) ноос (СН 2 ) 4 СООН,молекулярна маса 146,14; безбарвні кристали, т. пл. 153 В° С, т. кип.265 В° С/100 мм рт. ст.; легко переганяється; d 4 18 = 1,344; т.розкладання 210-240 В° С; () = 4,54 (160 В° С), 2,64 (193В° С);;,,. Розчинність у воді (гна 100 г): 1,44 (15 В° С), 5,12 (40 В° С), 34,1 (70 В° С). Розчинність у етанолі, вефірі - обмежено.
Адипінова кислота володіє всіма хімічними властивостями, характерними для карбоновихкислот. Утворює солі, більшість з яких розчинні у воді. Легкоетеріфіціруется в моно-та діефіри. З гликолями утворює поліефіри. Солі та ефіриадипінової кислоти називаються адипінат. При взаємодії з NH 3 і амінами адипінова кислота дає амонійні солі, які при дегідратаціїперетворюються в адіпаміди. З діамін адипінова кислота утворює поліаміди, зNH 3 в присутності каталізатора при 300-400 В° С - адіподінітріл.
При нагріванні адипінової кислоти з оцтовимангідридом утворюється лінійний поліангідрід АЛЕ [-СО (СН 2 ) 4 СОО-] n Н ,при перегонці якого при 210 В° С виходить нестійкий циклічний ангідрид (формулаI), перехідний при 100 В° С знову в полімер. Вище 225 В° С адипінова кислотаціклізуется в ціклопентанон (II), який легше виходить піролізом адипінаткальцію.
У промисловості адипінової кислоти отримують головнимчином двостадійному окисленням циклогексану. На першій стадії (жидкофазного окислюванняповітрям при 142-145 В° С і 0,7 МПа) отримують суміш циклогексанону та циклогексанолу,поділювану ректифікацією. Циклогексанон використовують для виробництвакапролактаму. Циклогексанол окислюють 40-60%-ної HNO 3 при 55 В° С (каталізаторNH 4 VO 3 ); вихід адипінової кислоти 95%.
адипінової кислоти можна отримати також:
а) окисленням циклогексану 50-70%-ної HNO 3 при 100-200 В° С і 0,2-1,96 МПа або N 2 O 4 при 50 В° С;
б) окисленням циклогексен озоном або HNO 3 ;
в) з ТГФ за схемою:
г) карбонилирования ТГФ в ангідрид адипінової кислоти,з якого дією Н 2 Про отримують кислоту.
1.2.Застосування адипінової кислоти
Основнаобласть застосування адипінової кислоти - виробництво поліамідних смол іполіамідних волокон, а ці ринки давно сформувалися і відчувають жорсткуконкуренцію з боку поліефіру і поліпропілену [1].
Збільшуєтьсявикористання адипінової кислоти у виробництві поліуретанів. Зараз темпизростання виробництва і споживання поліуретанів перевищують темпи зростаннявиробництва і споживання поліамідів, особливо поліамідних волокон. Приміром,попит на адипінової кислоти з бокузахідноєвропейських продуцентів поліуретану постійно підвищується, і сьогоднітемпи його зростання складають приблизно 12-15% на рік. Тим не менше, попит наполіамід (нейлон) для виробництва пластмас теж зростає, особливо вазіатському регіоні. Пояснюється це тим, що для виробництва поліуретанів вкраїнах АТР частіше використовують прості поліефіри, в синтезі яких не приймаєучасті адипінова кислота, тому до 85% адипінової кислоти тут використовуєтьсяу виробництві поліамідів. Ця особливість надає хвильовий ефект на попитадипінової кислоти в регіоні, тому середньорічні темпи приросту світовогопопиту на цей продукт прогнозуються на рівні 3-3,5%. У Росії власневиробництво адипінової кислоти поки відсутня, хоча є вельмисприятливі для цього умови: розвинена сировинна база (циклогексанол,циклогексанон, азотна кислота), є великі споживачі кінцевої продукції(Пластифікаторів, мономерів). Перспективна потреба в адипінової кислотидля Росії оцінюється величиною в кілька десятків тисяч тонн в рік. У РосійськійФедерації адипінова кислота використовується для виробництва пластифікаторів,поліамідів, фармацевтичних препаратів, поліуретанів.
Отже, адипіновакислота - стратегічно і економічно важлива сировина у виробництві полигексаметиленадипинамида(~ 90% виробленої кислоти), її ефірів, поліуретанів; харчова добавка (надаєкислий смак, зокрема у виробництві безалкогольних напоїв). Тобтопродукти на основі адипінової кислоти знаходять широке застосування у виробництвополіамідів, пластифікаторів, поліефірів, поліефірних смол для ПУ, ППУ, впромисловій переробці скла, в радіоелектронної й електротехнічноїпромисловості, у виробництві дезінфікуючих засобів, у харчовій тахіміко-фармацевтичної промисловості, в отриманні лаків і емалей,розчинників, самоотверждающіхся складів.
1.3.Синтезадипіновоїкислоти
У 5-літрову круглодоннуюколбу, забезпечену механічною мішалкою, термометром і ділильної лійкоюємк. В 1л, поміщають 2100г (16,6 мол) 50%-ної азотної кислоти (питома вага 1,32;у витяжній шафі). Кислоту нагрівають майже до кипіння і додають 1г ванадатиамонію. Пускають в хід мішалку і повільно через ділильну лійку додають500г (5мол) циклогексанолу. Спершу додають 40-50 крапель циклогексанолу іреакційну суміш розмішують до початку реакції (4-5 хв), що стаєпомітним по виділенню оксидів азоту (прим. 3). Потім реакційну колбу поміщаютьв баню з льодом, вміст колби охолоджують до тих пір, поки температура сумішіне досягне 55-60 0 С. Після цього як можна швидше додаютьциклогексанол, підтримуючи температуру в межах, зазначених вище. До кінцяокислення (після того, як додано 475г циклогексанолу) крижану лазнювидаляють; іноді колбу доводиться навіть нагрівати для того, щоб підтримуватинеобхідну температуру і щоб уникнути циклізації адипінової кислоти.
Перемішування продовжуютьще годину після збільшення усієї кількості циклогексанолу. Потім сумішохолоджують до 0, адипінової кислоти фільтрують з відсмоктуванням, промивають 500млкрижаної води і сушать на повітрі протягом ночі. Вихід білих кристалів з т.пл.146-149 0 становить 395-410г. Випарюванням маткових розчинів можнаотримати ще 30-40г продукту з т.пл. 141-144 0 С (примітка 4). Загальнийвихід сирої адипінової кислоти: 415-440г, або 58-60% теоретич. (Прим. 6).Отриманий продукт для більшості цілей достатньо чистий; однак більш чистийпродукт може бути отриманий перекристалізацією сирої адипінової кислоти з700мл концентрованої азотної кислоти уд. ваги 1,42. втрати при очищенністановлять близько 5%. Перекристаллизованного адипінова кислота плавиться при151-152 0 (примітки 6 і 7).
Примітки.
1.Є припущенняне застосовувати каталізатора, якщо температуру реакційної суміші, після початкуреакції, підтримувати при 85-90 0 (Хартман, приватне повідомлення).
2.Застосовувавсятехнічний циклогексанол, практично не містить фенолу. Більше 90% продуктукипіло в межах 158-163 0 .
3.Вельми важливо,щоб окислення почалося до того, як буде додано значну кількістьциклогексанолу, в іншому випадку реакція може стати бурхливою. Необхідноваесті реакцію в добре чинному витяжній шафі.
<...
