Способ получения камфена

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Сеньков Гераклит Максимилианович Никитина Анна Михайловна Агабеков Владимир Енокович Жаврид Александр Степанович Бондаренко Сергей Николаевич Козлов Николай Гелиевич Шкарубо Валентин Владимирович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси(57) Способ получения камфена, включающий изомеризацию -пинена при нагревании в присутствии алюмосиликатного катализатора, отделение катализатора и выделение камфена из реакционной смеси, отличающийся тем, что изомеризацию -пинена проводят при температуре 115-150 , а в качестве катализатора используют природный алюмосиликат, содержащий 19,98 мас.23, 52,11 мас.2, 11,23 мас., 1,12 мас.2, 5,23 мас.2, 5,89 мас.и 1,90 мас.2. Изобретение относится к лесохимической промышленности, а именно области синтеза циклоолефиновых углеводородов, которые находят широкое применение в качестве полупродуктов в производстве физиологически активных веществ, в парфюмерии, а также при производстве полимерных материалов. Известен способ получения 2-метилбицикло 2,2,1-гептена-2 1 изомеризацией 5 метилбицикло 2,2,1-гептена-2 в реакторе проточного типа над стационарным слоем природного цеолита (клиноптилолита) или каолина с объемной скоростью 0,5 ч-1 при 200300 С. Недостатком данного способа является низкий выход целевого продукта, который достигает 23,1-28,4 при селективности процесса до 87 мас. . Известен способ изомеризации -пинена в камфен, заключающийся в изомеризации-пинена при нагревании в присутствии пирофиллита в качестве катализатора 2. Катализатор имеет размер зерен 325 меш. Процесс осуществляют при кипячении -пинена в течение 5 часов, при этом температура реакционной смеси повышается от 145 С до 166 С. Затем смесь охлаждают до 65 С, отделяют катализатор и, после фракционирова 12925 1 2010.02.28 ния, выделяют камфен с выходом 61,5 . Недостатками данного способа являются высокая температура и невысокий выход камфена в реакции изомеризации. Наиболее близким к заявляемому является способ изомеризации -пинена в камфен 3, заключающийся в нагревании -пинена при температуре 150-170 С в присутствии алюмосиликатного катализатора, который перед проведением реакции промывают уксусной кислотой и прокаливают при 250 С в течение 1 ч. Выход камфена при этом не превышает 60 при конверсии -пинена 95 . Недостатками данного способа являются высокая температура проведения реакции и низкий выход целевого продукта. Задача изобретения - повышение выхода камфена и селективности процесса, а также расширение сырьевой базы и снижение энергозатрат. Поставленная задача достигается тем, что для получения камфена при изомеризации-пинена используется катализатор, представляющий собой природный алюмосиликат,добываемый в Республике Беларусь и имеющий следующий состав, мас.23 19,98 , 2 - 52,11 ,- 11,23 , 2 - 1,12 , 2 - 5,23 ,- 5,89 , 2 1,90 . Использование данного катализатора позволяет снизить температуру при одновременном увеличении выхода камфена и селективности процесса. В качестве конкретного осуществления изобретения приведены примеры изомеризации -пинена при различных температурах в присутствии катализатора, представляющего собой природный алюмосиликат и имеющего следующий состав, мас.23 - 19,98 ,2 - 52,11 ,- 11,23 , 2 - 1,12 , 2 - 5,23 ,- 5,89 , 2 - 1,90 , а в качестве сравнения - изомеризация -пинена в присутствии цеолитных катализаторов. Изобретение поясняется следующими примерами. Пример 1. Выделение -пинена из живичного скипидара. Исходный -пинен получали из живичного скипидара Борисовского АО Лесохимик состава (ГОСТ 1571-82) 78,2 мас.-пинена, 28,7 мас.3 карена и небольшие количества камфена и дипентена. Состав скипидара приведен в табл. 1. Скипидар подвергали ректификации на колонке диаметром 1,2 см и высотой 1,5 м с насадкой из колец Рашига. После трехкратной перегонки получена фракция, содержащая 97,5 мас.-пинена. Ее состав приведен в табл. 1. Таблица 1 Углеводородный состав образцов скипидара и -пинена Образец углевоУглеводородный состав, мас.дорода камфен 2-карен дипентен-пинен Пример 2. Общая методика проведения реакции изомеризации. В трехгорлую круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником, мешалкой с гидравлическим затвором и термометром, помещали 50 мл -пинена. При перемешивании -пинен нагревали до температуры на 10 С ниже заданной температуры опыта и порциями вносили навеску 1,2 г катализатора (3 мас. ) с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси не поднималась выше заданной температуры опыта. Смесь перемешивали при этой температуре и через определенные промежутки времени отбирали пробы изомеризата и проводили их хроматографический анализ. Опыт прекращали при остаточном содержании -пинена в изомеризате в пределах 5-10 мас. . Состав изомеризатов определяли методом ГЖХ на хроматографе -5 со стеклянной колонкой (20002 мм), заполненной носителем (0.16-0.20),жидкая фаза -. 2 12925 1 2010.02.28 Примеры 3-12. Результаты изомеризации -пинена в камфен. В табл. 2 представлен состав продуктов изомеризации -пинена для цеолита (примеры 3-6) и природного алюмосиликата (7-12). Таблица 2 Состав продуктов изомеризации -пинена Из полученных результатов следует, что при массовой доле катализатора 3 по отношению к исходному сырью реакцию изомеризации -пинена целесообразно проводить при температуре 135 С. В этих условиях достигается не менее чем 95 -ная конверсия пинена при выходе камфена 74,1 . Источники информации 1. А.с. СССР 1692977. 2.2450119. 3.2385711. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3