Способ получения изобутилацетата

(51) 07 67/38 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение Способ получения изобутилацетата относится к области органического синтеза и может найти применение для получения изобутилацетата, который находит практическое применение в качестве пищевого ароматизатора и растворителя. Способ заключается во взаимодействии уксусной кислоты изобутанолом в молярных соотношениях 10,9-11,1 при облучении сверхвысокочастотными лучами мощностью 100-450 Вт, в присутствии серной кислоты (0,5-2,0 от общей массы реагирующих веществ) в течение 2-4 мин.(72) Аппазов Нурбол Орынбасарулы Акылбеков Нургали Икрамович Омаров Ерлан Аблаевич Шигенова Айгерим Султамураткызы Жунисов Абайбек Талгатович Нарманова Роза Абдибековна Суербаев Хаким Абдрахимулы Джиембаев Булат Жазкенович(73) Аппазов Нурбол Орынбасарулы Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Кызылординский государственный университет им. Коркыт Ата Министерства образования и науки Республики Казахстан Изобретение относится к области органического синтеза и может найти применение для получения изобутилацетата. Изобутилацетат содержится во многих фруктах и ягодах, имеет приятный эфирнофруктовый запах. Используют в отдушках для синтетических моющих средств при дозировке до 4, а также в пищевых ароматических эссенциях,как идентичный натуральному пищевой ароматизатор(зарегистрирован как вкусоароматическое химическое вещество для производства пищевых ароматизаторов) а) Войткевич С.А. 865 душистых веществ для парфюмерии и бытовой химии. Москва Пищевая промышленность,1994 б) Гигиенические требования по применению пищевых добавок. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПИН 2.3.2.1293-03 от 18.04.2003. Минздрав РФ в) Химический энциклопедический словарь. М. Советская энциклопедия, 1983. Является растворителем нитроцеллюлозных,перхлорвиниловых, полиакриловых лакокрасочных материалов, применяется для производства быстро сохнущих лаков а) Исагулянц В.И. Синтетические душистые вещества. Ереван Изд-во АН АрмССР,1946 б) Химический энциклопедический словарь. М. Советская энциклопедия, 1983. Для получения эфира уксусной кислоты применяют уксусную кислоту, уксусный ангидрид и хлорангидрид уксусной кислоты. При этерификации уксусным ангидридом добавляют иногда также уксуснокислый натрий. В качестве катализатора для реакции ацетилирования используют обычно концентрированную серную кислоту (1-60),бензолсульфокислоту,толуолсульфокислоту и фосфорную кислоту Брюсова Л.Я. Химия и технология синтетических душистых веществ. М. Пищепромиздат, 1947. Процесс является длительным, используется высокая температура и большое количество катализатора. Получают изобутилацетат реакцией этерификации уксусной кислоты изобутиловым спиртом в присутствии серной кислоты (9 от общей массы реагирующих веществ) при температуре 118 С, выход продукта при этом составляет 78,8 Перкель .Л, Воронина С.Г. Карбоновые кислоты и их производные в органическом синтезе. Кемерово, 2013. Недостатками этого способа получения изобутилацетата являются длительность процесса,применение высокой температуры и сравнительно невысокий выход продукта. Наиболее близким к предлагаемому является способ получения изобутилацетата каталитическим способом из отходов производства винилацетата,содержащего 70 масс. уксусной кислоты и из сивушного масла полученного при выделении пищевого спирта, содержащего 42 масс. изобутанола (кроме изобутанола в сивушном масле содержится 22,5 масс. н-пропанола и 35,5 масс.,изоамилового спирта). Процесс проводят в присутствии катализатора КУ-2-8-чС (0,8 масс.) и серной кислоты (0,16 масс.), при температуре 2 130 С в течение 4 ч. Выход изобутилацетата в расчете на изобутанол составляет 96,4 Жуков В.И., Валькович Г.В., Гершберг М.И.,Саушкин Ю.И., Белов Г.П., Петров Ю.М., Гермашев А.И., Волостнов С.М., Козлов Ю.П., Полоумов А.В. Способ получения сложных эфиров и/или их смесей. Патент 2127722 С 1 (1999). Недостатками этого способа являются применение высокой температуры(4 ч),применение сравнительно дорогостоящего катализатора,применение растворителя и получение азеотропной смеси, состоящей из толуола, пропилацетата,изобутилацетата и изоамилацетата. Полученный продукт не является препаративным и может использоваться только для технических целей для приготовления растворителей. Задачей данного изобретения является устранение вышеуказанных недостатков. Это достигается тем, что синтез изобутилацетата осуществляется при прямой этерификации уксусной кислоты изобутанолом в молярных соотношениях 10,9-11,1, в присутствии серной кислоты (0,5-2,0 от общей массы реагирующих веществ) и облучением волнами сверхвысоких частот мощностью 100-450 Вт, продолжительностью 24 мин с максимальным выходом целевого продукта 91,41 масс. Технологических решений,содержащих признаки, сходные с отличительными признаками заявляемого решения, нами не найдены. Изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами Пример 1. Изобутилацетат. В стеклянную емкость в молярных соотношениях 11 помещают уксусную кислоту и изобутанол, соответственно,добавляют серную кислоту с расчетом 1 от общей массы реагирующих веществ. Реакционную смесь облучают сверхвысокочастотным облучением с частотой 245075 МГц и мощностью 300 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 160 С, сброс потока 10001 температура термостата колонки, начало 40 С (1 мин), подъем температуры 5 С в минуту,конец 150 С, при этой температуре удерживается 1 мин, общее время анализа 24 мин режим ионизации масс-детектора методом электронного удара. Капиллярная хроматографическая колонка , длина колонки 30 м, внутренний диаметр 0,25 мм, неподвижная фаза - нитротерефталевая кислота,модифицированная полиэтиленгликолем. Время удержания изобутилацетата составляет 4,3 мин. Выход изобутилацетата при данных условиях составляет 91,41. Пример 2. Изобутилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 100 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают изобутилацетат с выходом 74,93. Пример 3. Изобутилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 180 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают изобутилацетат с выходом 88,38. Пример 4. Изобутилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 450 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают изобутилацетат с выходом 86,78. Пример 5. Изобутилацетат. При проведении реакции в течении 2 мин и и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают изобутилацетат с выходом 87,14. Пример 6. Изобутилацетат. При проведении реакции в течении 4 мин и и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают изобутилацетат с выходом 87,30. Пример 7. Изобутилацетат. При проведении реакции в присутствии 0,5 серной кислоты от общей массы реагирующих веществ и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают изобутилацетат с выходом 82,73. Пример 8. Изобутилацетат. При проведении реакции в присутствии 1,5 серной кислоты от общей массы реагирующих веществ и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают изобутилацетат с выходом 87,75. Пример 9. Изобутилацетат. При проведении реакции в присутствии 2,0 серной кислоты от общей массы реагирующих веществ и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают изобутилацетат с выходом 86,40. Пример 10. Изобутилацетат. При проведении реакции в соотношении уксусная кислотаизобутанол 10,9 и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают изобутилацетат с выходом 83,10. Пример 11. Изобутилацетат. При проведении реакции в соотношении уксусная кислотаизобутанол 11,1 и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают изобутилацетат с выходом 84,44. Из сравнения примеров 1-11 видно, что наиболее оптимальным условием проведения реакции этерификации уксусной кислоты изобутанолом в условиях сверхвысокочастотного облучения является мощность СВЧ-облучения 300 Вт,продолжительность 3 мин,соотношение катализатора от общей массы реагирующих веществ 1, соотношение исходных реагентов уксусная кислотаизобутанол 11. При этих условиях выход целевого продукта изобутилацетата достигает 91,41. Использование предлагаемого способа получения изобутилацетата обеспечивает по сравнению с известным способом следующее преимущество 1. Исключается применение высокой температуры 2. Исключается применение растворителя 3. Получение препаративно чистого продукта 4. Существенно сокращается продолжительность процесса 5. Используется сравнительно дешевый катализатор. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения изобутилацетата,заключающийся во взаимодействии уксусной кислоты изобутиловым спиртом в молярных соотношениях 10,9-11,1, отличающийся тем, что для проведения реакции используют сверхвысокочастотное облучение мощностью 100450 Вт, в качестве катализатора используют серную кислоту в количестве 0,5-2,0 от общей массы реагирующих веществ и процесс ведут в течение 2-4 мин.