Способ получения этилацетата

(72) Аппазов Нурбол Орынбасарулы Акылбеков Нургали Икрамович Нарманова Роза Абдибековна Тулегенова Гульмира Умирзаковна Ниязова Динара Жумабековна Тулепова Акнур Калдыбековна Сейтова Айгерим Аязбаевна(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 этилацетата относится к области органического синтеза и может найти применение для получения этилацетата и других сложных эфиров карбоновых кислот,которые находят практическое использование в качестве растворителей, душистых веществ,компонентов лекарственных средств,ароматизаторов и т.д. Способ заключается во взаимодействии уксусной кислоты этанолом в условиях сверхвысокочастотного облучения мощностью 100-900 Вт, в присутствии серной кислоты (0,5-1,5 от общей массы реагирующих веществ) в течение 0,5-4 мин. Изобретение относится к области органического синтеза и может найти применение для получения этилацетата и других сложных эфиров карбоновых кислот которые находят практическое использование в качестве растворителей, душистых веществ, компонентов лекарственных средств,ароматизаторов и т.д. а) Исагулянц В.И. Синтетические душистые вещества. Ереван Изд-во. АН АрмССР, 1946 б) Шулов Л.М., Хейфиц Л.А. Душистые вещества и полупродукты парфюмернокосметического производства Справочник. - М. Агропромиздат,1990 в) Хейфиц Л.А.,Дашунин В.М. Душистые вещества и другие продукты для парфюмерии Справ, изд. - М. Химия,1994 г) Машковский М.Д. Лекарственные средства. Т.1. 10-е изд. - М. Медицина, 1987 д) Гаммерман А.Ф. Курс фармакогнозии. 6-е изд. - Л. Медицина,1967. Известно, что большая часть этилацетата получается этерификацией уксусной кислоты этанолом в присутствии серной кислоты Гордон Л.В., Скворцов С.О., Лисов В.И. Технология и оборудование лесохимических производств. М. Лесная промышленность, 1988. Недостатком этого способа является сложность технологической схемы, энергозатратность и длительность процесса (2 ч.). Известны способы получения этилацетата дегидрированием этанола в присутствии медьцинкового катализатора при повышенной температуре и давлении Меньшиков В.А.,Семенов И.П., Ачильдиев Е.Р., Рыбина М.С. Способ получения этилацетата. Патент 2451007 С 1(2012). Недостатком этого способа является применение высокого давления (2 МПа) и температуры (290 С),длительность процесса составляет 1 час, также требуются дополнительные затраты на подготовку катализатора. Известны способы получения этилацетата путем взаимодействия метилацетата со смесью окиси углерода и водорода при температуре 170-215 С,под давлением 16-26 МПа в присутствии кобальта,галоидзамещенных соединений,рутения,неорганических и органических соединений иода,продолжительностью 40-75 мин Жан ГотьеЛафайе, Робер Перрон. Способ получения этилацетата. Патент Франции 2397389 (1979). Недостатком является применение высокой температуры (170-215 С) и давления (16-26 МПа) и использование дорогостоящих катализаторов. Наиболее близким к предлагаемому является способ получения сложных эфиров уксусной кислоты путем этерификации уксусной кислоты соответствующим спиртом в присутствии модифицированного высококремнеземнистого цеолита при температуре 120-125 С Ланге С.А.,Фоменко В.Н. Способ получения сложных эфиров уксусной кислоты. Патент 2098403 (1997). Конверсия кислоты при этерификации уксусной кислоты этанолом составляет 50. Для подготовки катализатора требуются дополнительные реактивы и прокаливается при 500-550 С. В охранном 2 документе не имеется информация о продолжительности процесса. Все вышеперечисленное требует дополнительных затрат на реактивы и на электроэнергию. Задачей данного изобретения является устранение вышеуказанных недостатков. Это достигается тем,что синтез этилацетата осуществляется при прямой этерификации уксусной кислоты этанолом в присутствии серной кислоты(0,5-1,5 от общей массы реагирующих веществ) в условиях сверхвысокочастотного облучения мощностью 100-900 Вт, продолжительностью 0,05-4 мин. Технологических решений,содержащих признаки, сходные с отличительными признаками заявляемого решения, нами не найдены. Изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами Пример 1. Этилацетат. В стеклянную емкость в молярных соотношениях 11,5 помещают уксусную кислоту и абсолютированный этиловый спирт,соответственно, добавляют серную кислоту с расчетом 1 от общей массы реагирующих веществ. Реакционную смесь облучают сверхвысокочастотным облучением с частотой 245075 МГц и мощностью 480 Вт в течении 2 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 этилацетата составляет 2,5 мин. Выход этилацетата при данных условиях составляет 96,98. Пример 2. Этилацетат. При проведении реакции в течении 1 мин, соотношении уксусная кислотаэтанол 11 и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 72,09. Пример 3. Этилацетат. При проведении реакции в течении 1 мин, соотношении уксусная кислотаэтанол 11,1 и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 80,32. Пример 4. Этилацетат. При проведении реакции в течении 1 мин, соотношении уксусная кислотаэтанол 11,2 и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 76,48. Пример 5. Этилацетат. При проведении реакции в течении 1 мин, соотношении уксусная кислотаэтанол 11,3 и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 76,63. Пример 6. Этилацетат. При проведении реакции в течении 1 мин, соотношении уксусная кислотаэтанол 11,4 и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 82,16. Пример 7. Этилацетат. При проведении реакции в течении 1 мин и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 83,85. Пример 8. Этилацетат. При проведении реакции в течении 1 мин, соотношении уксусная кислота этанол 11,6 и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 68,61. Пример 9. Этилацетат. При проведении реакции в течении 1 мин, соотношении уксусная кислотаэтанол 11,7 и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 79,40. Пример 10. Этилацетат. При проведении реакции в течении 1 мин, соотношении уксусная кислотаэтанол 11,8 и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 81,03. Пример 11. Этилацетат. При проведении реакции в течении 1 мин, соотношении уксусная кислотаэтанол 11,9 и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 82,67. Пример 12. Этилацетат. При проведении реакции в течении 1 мин, соотношении уксусная кислотаэтанол 12 и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 79,43. Пример 13. Этилацетат. При проведении реакции в течении 1 мин, 0,5 серной кислоты от общей массы реагирующих веществ и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 73,94. Пример 14. Этилацетат. При проведении реакции в течении 1 мин, 1,5 серной кислоты от общей массы реагирующих веществ и при всех условиях,аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 82,44. Пример 15. Этилацетат. При проведении реакции в течении 0,5 мин и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 82,45. Пример 16. Этилацетат. При проведении реакции в течении 1,5 мин и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 94,86. Пример 17. Этилацетат. При проведении реакции в течении 2,5 мин и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 92,90. Пример 18. Этилацетат. При проведении реакции в течении 3 мин и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 90,44. Пример 19. Этилацетат. При проведении реакции в течении 3,5 мин и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 94,39. Пример 20. Этилацетат. При проведении реакции в течении 4 мин и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 92,70. Пример 21. Этилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 100 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 91,55. Пример 22. Этилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 140 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 74,67. Пример 23. Этилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 160 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 91,34. Пример 24. Этилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 180 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 87,89. Пример 25. Этилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 280 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 83,46. Пример 26. Этилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 300 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 86,99. Пример 27. Этилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 320 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 92,75. Пример 28. Этилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 420 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 78,36. Пример 29. Этилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 450 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 90,05. Пример 30. Этилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 560 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 87,49. Пример 31. Этилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 600 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 91,25. Пример 32. Этилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 640 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 82,63. Пример 33. Этилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 700 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 79,76. Пример 34. Этилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 800 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 91,80. Пример 35. Этилацетат. При проведении реакции при мощности СВЧ облучения 900 Вт и при всех условиях, аналогичных примеру 1, получают этилацетат с выходом 88,36. Из сравнения примеров 1-35 видно, что наиболее оптимальными условиями проведения реакции этерификации уксусной кислоты этанолом в 3 условиях сверхвысокочастотного облучения являются соотношение исходных реагентов уксусная кислотаэтанол 11,5, соотношение катализатора от общей массы реагирующих веществ 1, мощность СВЧ-облучения 480 Вт и продолжительность 2 мин. При этих условиях общий выход целевого продукта этилацетата достигает 96,68. Использование предлагаемого способа получения этилацетата обеспечивает по сравнению с известным способом следующее преимущество 1. Исключается применение дорогостоящего катализатора 2. Исключается применение высокой температуры (120-125 С) 3. Значительно увеличивается выход продукта 4. Существенно сокращается продолжительность процесса. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения этилацетата, заключающийся во взаимодействии уксусной кислоты этанолом,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 0,5-4 мин.