Синтез адипиновой кислоты из циклогексана

Процесс осуществляют в две стадии. На первой стадии проводят окисление циклогексана в циклогексанон и циклогексанол, а на второй – доокисление циклогексанона в адипиновую кислоту.

Окисление циклогексана воздухом. Окисление осуществляют в жидкой фазе при 418-448 К и 0,8-1 МПа в присутствии в качестве катализатора растворимых солей кобальта. Степень конверсии за один проход составляет 4-6%. Общий выход циклогексанона, циклогексанола, адипиновой кислоты и ее эфиров – свыше 80%.

Окисление в присутствии борной кислоты (процессы фирмы "Сайентифик дизайн и ФИН") позволяет повысить степень конверсии за проход до 10%, увеличить выход смеси циклогексанол-циклогексанон до 95% при мольном соотношении циклогексанол:циклогексанон, равном (9-10):1 вместо 1:1.

Дальнейшее окисление происходит с деструкцией цикла с образованием дикарбоновых кислот, среди которых преобладает кислота с тем же числом атомов углерода в цепи. Осуществить одностадийное окисление циклогексана до адипиновой кислоты с выходом более 50% не удается, поэтому оно практически не применяется. Доокисление продуктов окисления первой стадии осуществляют в двух вариантах: окислением азотной кислотой и воздухом.

Доокисление циклогексана. Реакция окисления циклогексана азотной кислотой с образованием адипиновой кислоты была впервые осуществлена Н.Д.Зелинским в 1903г. Смесь, полученную на выходе из реактора окисления на первой стадии, обрабатывают 60%-ной азотной кислотой при давлении 0,2-1 МПа в присутствии меднованадатного катализатора. Реакция сильно экзотермична и поэтому процесс проводят в двух реакторах при 333-353 К и времени пребывания в них 57 мин. Выход адипиновой кислоты составляет 82-86% (мол.).

Окисление циклогексана воздухом проводится при 343-353 К и 0,7 МПа в присутствии ацетата меди и марганца как катализатора. В этом процессе выход адипиновой кислоты не столь высок, однако здесь меньше проблем с коррозией, что является значительным его достоинством.

Окисление циклогексана тетраоксидом азота. В промышленности разработан вариант получения адипиновой кислоты окислением циклогексана и его производных тетраоксидом азота. Окисление протекает в мягких условиях при 293-333 К и 0,10-0,3 МПа в жидкой фазе, при этом оксид азота восстанавливается до азота. В результате окисления получается смесь адипиновой, глутаровой, янтарной и щавелевой кислот.

Синтез адипиновой кислоты из тетрагидрофурана

Тетрагидрофуран получают гидрированием фурфурола или фурана, которые в свою очередь, получают из пентозанов – отходов продуктов сельского хозяйства. Адипиновую кислоту можно получить из тетрагидрофурана через дибром- или дихлорбутан, образующийся при взаимодействии тетрагидрофурана с хлоридом или бромидом водорода:

Далее дихлорбутан обрабатывают цианидом натрия для получения динитрила адипиновой кислоты (адиподинитрил):

из которого омылением получают адипиновую кислоту.