Способ получения изопропилацетата

(72) Аппазов Нурбол Орынбасарулы Тулепова Акнур Калдыбековна Сейтова Айгерим Аязбаевна Акылбеков Нургали Икрамович Нарманова Роза Абдибековна Тапалова Анипа Сейдалиевна(73) Аппазов Нурбол Орынбасарулы Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Кызылординский государственный университет им. Коркыт Ата Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение Способ получения изопропилацетата относится к области органического синтеза и может найти применение для получения изопропилацетата, который находит практическое применение в качестве растворителя и пищевого ароматизатора. Способ заключается во взаимодействии уксусной кислоты этанолом в молярных соотношениях 0,91-11,1 при облучении сверхвысокочастотными лучами мощностью 100900 Вт, в присутствии серной кислоты (0,5-1,5 от общей массы реагирующих веществ) в течение 1-5 мин. Изобретение относится к области органического синтеза и может найти применение для получения изопропилацетата. Изопропилацетат обладает приятным эфирно-фруктовым запахом и находит применение в кондитерском производстве для получения пищевых ароматических эссенций,является идентичным натуральному пищевым ароматизатором и зарегистрирован как вкусоароматическое химическое вещество для производства пищевых ароматизаторов а) Исагулянц В.И. Синтетические душистые вещества. Ереван Изд-во. АН АрмССР, 1946 б) Гигиенические требования по применению пищевых добавок. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПИН 2.3.2.1293-03 от 18.04.2003. Минздрав РФ. Используется в качестве растворителя эфиров целлюлозы, жиров, многих синтетических полимеров, мастик, применяется в производстве лакокрасочных изделий и т.д. а) Эллис К. Химия углеводородов нефти. М., 1936 б) Химический энциклопедический словарь. М. Советская энциклопедия, 1983. Изопропилацетат получают реакцией прямой этерификации уксусной кислоты изопропиловым спиртом в присутствии серной кислоты (13 от общей массы реагирующих веществ) при температуре 140 С в течении 2 ч с выходом 70 Перкель А.Л., Воронина С.Г. Карбоновые кислоты и их производные в органическом синтезе. Кемерово, 2013. Недостатком этого способа является длительность процесса (2 ч), применение высокой температуры (140 С), использование большого количества серной кислоты (13) и сравнительно невысокий выход целевого продукта (70). Известен способ получения изопропилацетата реакцией этерификации уксусной кислоты 2 пропанолом при температуре 60 С и продолжительности 30 мин в присутствии катионообменных смол с выходом продукта 58 Махачкова Л. Разработка технологии процесса получения изопропилацетата высокой чистоты Автореферат дис к.х.н. Львов, 1991. Недостатком этого способа является применение нагрева (60 С), сравнительная длительность процесса (30 мин), использование дорогостоящего катализатора и невысокий выход продукта (58). Наиболее близким к предлагаемому является способ получения изопропилацетата реагированием уксусной кислоты пропеном в присутствии сульфокатионитного катализатора КУ-2 ФПП при температуре 120 С и молярном соотношении уксусная кислотапропен 1,21, при этом конверсия пропена составляет 75 Павлов О.С.,Павлов С.Ю. Способ получения алкилацетата. Патент 2341514 С 1 (2008). Недостатком этого способа является применение высокой температуры (120 С), сравнительно невысокий выход целевого продукта (75),требуется охлаждение подаваемого пропена до минус 20 С, что требует дополнительных затрат на электроэнергию. Задачей данного изобретения является устранение вышеуказанных недостатков. Это достигается тем, что синтез изопропилацетата осуществляется при прямой этерификации уксусной кислоты изопропанолом в молярных соотношениях 0,91-11,1, в присутствии серной кислоты (0,5-1,5 от общей массы реагирующих веществ) и облучением волнами сверхвысоких частот мощностью 100-900 Вт, продолжительностью 1-5 мин с максимальным выходом целевого продукта 97,49 масс. Технологических решений,содержащих признаки, сходные с отличительными признаками заявляемого решения, нами не найдены. Изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами Пример 1. Изопропилацетат. В стеклянную емкость в молярных соотношениях 11 помещают уксусную кислоту и изопропиловый спирт,соответственно, добавляют серную кислоту с расчетом 1 от общей массы реагирующих веществ. Реакционную смесь облучают сверхвысокочастотным облучением с частотой 245075 МГц и мощностью 450 Вт в течении 3 мин. Выход продукта определяют хроматографированием на хромато-масс спектрометре 7890 А/5975 С (США). Условия хроматографирования газовый хроматограф 7890 А с масс-селективным детектором 5975 С фирмыподвижная фаза (газ носитель) - гелий температура испарителя 100 С, сброс потока 5001 температура термостата колонки, начало 40 С(1 мин), подъем температуры 5 С в минуту, конец 100 С, при этой температуре удерживается 1 мин,общее время анализа 14 мин режим ионизации масс- детектора методом электронного удара. Капиллярная хроматографическая колонка -5,длина колонки 30 м, внутренний диаметр 0,25 мм,неподвижная фаза диметилполисилоксан. Время удержания изопропилацетата составляет 3,0 мин. Выход изопропилацетата при данных условиях составляет 97,49. Пример 2. Изопропилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 100 Вт и продолжительностью 2 мин и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают изопропилацетат с выходом 27,99. Пример 3. Изопропилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 180 Вт и продолжительностью 2 мин и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают изопропилацетат с выходом 33,63. Пример 4. Изопропилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 300 Вт и продолжительностью 2 мин и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают изопропилацетат с выходом 48,78. Пример 5. Изопропилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 450 Вт и продолжительностью 2 мин и при всех условиях, 29611 аналогичных примеру 1, получают изопропилацетат с выходом 97,32. Пример 6. Изопропилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 600 Вт и продолжительностью 2 мин и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают изопропилацетат с выходом 96,21. Пример 7. Изопропилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 900 Вт и продолжительностью 2 мин и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают изопропилацетат с выходом 96,36. Пример 8. Изопропилацетат. При проведении реакции в течении 1 мин и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают изопропилацетат с выходом 57,01. Пример 9. Изопропилацетат. При проведении реакции в течении 4 мин и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают изопропилацетат с выходом 97,16. Пример 10. Изопропилацетат. При проведении реакции в течении 5 мин и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают изопропилацетат с выходом 59,01. Пример 11. Изопропилацетат. При проведении реакции в присутствии 0,5 серной кислоты от общей массы реагирующих веществ и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают изопропилацетат с выходом 96,03. Пример 12. Изопропилацетат. При проведении реакции в присутствии 1,5 серной кислоты от общей массы реагирующих веществ и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают изопропилацетат с выходом 55,74. Пример 13. Изопропилацетат. При проведении реакции в соотношении уксусная кислотаизопропанол 0,91 и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают изопропилацетат с выходом 95,79. Пример 14. Изопропилацетат. При проведении реакции в соотношении уксусная кислотаизопропанол 11,1 и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают изопропилацетат с выходом 54,63. Из сравнения примеров 1-14 видно, что наиболее оптимальными условиями проведения реакции этерификации уксусной кислоты изопропанолом в условиях сверхвысокочастотного облучения являются мощность СВЧ-облучения 450 Вт,продолжительность 3 мин,соотношение катализатора от общей массы реагирующих веществ 1, соотношение исходных реагентов уксусная кислотаизопропанол 11. При этих условиях общий выход целевого продукта изопропилацетата достигает 97,49. Использование предлагаемого способа получения изопропилацетата обеспечивает по сравнению с известным способом следующее преимущество 1. Исключается применение высокой температуры 2. Исключается предварительное охлаждение исходных реагентов 3. Значительно увеличивается выход продукта. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения изопропилацетата,заключающийся во взаимодействии уксусной кислоты изопропанолом в молярных соотношениях 0,91-11,1, отличающийся тем, что для проведения реакции используют сверхвысокочастотное облучение мощностью 100-900 Вт, в качестве катализатора используют серную кислоту в количестве 0,5-1,5 от общей массы реагирующих веществ и процесс ведут в течение 1-5 мин.