Выпуск 4,  1938 г

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ПОЛУЧЕНИЕ ИЗОАМИЛАЦЕТАТА

Сообщение

М. Б. Турова-Поляк и Л. А. Воротникова

Лаборатория органической химии им. акад. Зелинского Московского Государствен­ного университета

В 1882 г. Стевенсоном была обнаружена растворяющая способность изоамилацетата по отношению к лакам. Изоамилацетат является растворителем сред­ней летучести и широко применяется для растворения цапоновых лаков; кроме того, как известно, он применяется в кондитерской промышленности в качестве “грушевой эссенции”.

Одним из основных методов промышленного получения изоамилацетата яв­ляется нагревание изоамилового спирта с ледяной уксусной кислотой в присут­ствии водоотнимающих веществ. В качестве таковых применяются серная кислота, безводный хлористый кальций в присутствии небольших количеств минеральных кислот и др.

Описанные в литературе способы получения изоамилацетата требуют частой загрузки аппаратуры и большого расхода минераль­ных препаратов.

В настоящей работе описаны результаты исследований, проведенных нами для выяснения возможности получения изоамилацетата непрерывным методом. Эти исследования, проведенные ранее одной из нас на других сложных эфи­рах, велись в присутствии активированного угля, пропитанного фосфорной кислотой, и дали хорошие результаты (высокий выход). Катализатор готовился по способу, описанному в вышеуказанных работах. Для выяснения оптимальных условий получения изоамилацетата мы поставили, как и в прежних наших работах, две серии опытов: первую для определения наивыгоднейшей темпе­ратуры и вторую для определения наивыгоднейшей скорости пропускания спиртокислотной смеси.

Исходными веществами для работы служила 99%-ная уксусная кислота и изоамиловый спирт с т. кип. 129,5°. Выход эфира во всех опытах опреде­лялся титрованием свободной кислоты, полунормальным раствором едкого кали в присутствии фенолфталеина в отвешенной порции катализатора. Процент выхода эфира относился ко всей взятой кислоте.

По окончании пропускания спирто-кислотной смеси в процессе получения изоамилацетата температура печи поддерживалась неизменной в продолжение еще двух часов, после чего под­нималась до 300° для полного удаления следов эфира из катализатора. Все опыты велись в слабом токе азота.

1. I. Влияние температуры на выход эфира

Эквимолекулярная смесь спирта и кислоты, дающая изоамилацетат, пропускалась при постоянной скорости 0,07 мл (4—6 капель) в минуту в температурном интервале от 100 до 170°.

Результаты опытов приведены в табл. 1 и на рис. 1, из которых видно, что с повышением температуры выход эфира снижается.

Резкое снижение выхода эфира при 170° объясняется начинающейся при этой температуре дегидратацией спирта с образованием амилена, присутствие ко­торого было обнаружено по обесцвечиванию бром­ной воды. Выход амилена с повышением темпе­ратуры возрастает и при 350° достигает 74%. Поэтому получение изоамилацетата при температурах выше 170° нецелесообразно.

1. II. Влияние скорости пропускания на выход эфира

Опыты проводились при постоянной температуре 120—125° и следующих скоростях: 0,28—0,30 мл (20—24 капли), 0,5—0,6 мл (50—60 капель); 1,3 мл (120 капель); 3 мл (240 капель) и 4 мл смеси в минуту. Результаты опытов приведены в табл. 2 и рис. 2.

Из приведенных данных следует, что даже при большом увеличении скорости пропускания спирто-кислотной смеси выход эфира снижается незна­чительно. Полученный изоамилацетат был нейтрализован содой (10%), обра­ботан раствором хлористого кальция (1:1) и просушен над хлористым кальцием.

Изоамилацетат обладал следующими характеристиками:

Т_кип = 140 - 142ºС ; n²⁰ = 1,4023 ; d²⁰ = 0,8567

Показано, что данная методика получения сложных эфиров вполне применима для производства изоамилацетата, имеющего большое практическое значение. 

 Выводы:

1. Наибольшая эффективность получения изоамилацетата при описанном каталитическом методе наблюдается при температурном интервале 100-120ºС.

2. Начиная со 170ºС выход эфира резко снижается, что объясняется начинающейся при этой температуре дегидратацией спирта с образованием амилена.

3. Увеличение скорости пропускания спирто-кислотной смеси от 0,15 мл/мин до 4 мл/мин не дает резкого снижения выхода эфира (83-78%).