Дослідження каталітичного окиснення 2-гідрокситолуолу озоном до саліцилової кислоти

Abstract

Роботу присвячено дослідженню кінетичних закономірностей реакції окиснення 2-гідрокситолуолу та 2-ацетокситолуолу озоном в оцтовій кислоті та розробці новго синтезу саліцилової кислоти. Показано, що озонування 2-гідрокситолуола веде до руйнування ароматичного кільця. Попередне ацилювання НО-групи субстрату дає можливість отримувати 2-ацетоксибензойну кислоту з виходом 7,5 %. Введення в окисну систему каталізатора – кобальт(ІІ) ацетату сприяє захисту ароматичного кільця від електрофільної атаки озоном і спрямовує окиснення переважно за метильною групою субстрату з утворенням 87,5 % 2-ацетоксибензойної кислоти, додавання в зону реакції промотору – калій броміду підвищує швидкість реакції і вихід цільового продукту до 96,5 %. Утворена 2-ацетоксибензойна кислота може бути легко гідролізована практично з кількісним виходом. На підставі отриманих даних оптимізовано технологічні параметри процесу та запропоновано метод синтезу саліцилової кислоти, який відрізняється від існуючих більш низкими температурами (368 К), атмосферним тиском та екологічною чистотою. В роботі було використано газорідиннуї хроматографію та спектрофотометричні методи аналізу.

The work is devoted to the study of the kinetic regularities of the oxidation of 2-hydroxytoluene and 2-acetoxytoluene by ozone in acetic acid and the development of a new synthesis of salicylic acid. It is shown that ozonation of 2-hydroxytoluene leads to the destruction of the aromatic ring. Preliminary acylation of the HO-group of the substrate makes it possible to obtain 2-acetoxybenzoic acid with a yield of 7.5%. The introduction of a catalyst into the oxidation system – cobalt(II) acetate helps to protect the aromatic ring from electrophilic attack by ozone and directs the oxidation mainly to the methyl group of the substrate with the formation of 87.5% 2-acetoxybenzoic acid, the addition of a promoter to the reaction zone – potassium bromide increases the reaction rate and yield of target product up to 96.5%. The formed 2-acetoxybenzoic acid can be easily hydrolyzed with almost quantitative yield. On the basis of the obtained data, the technological parameters of the process were optimized and a method for the synthesis of salicylic acid was proposed, which differs from the existing ones by lower temperatures (368 K), atmospheric pressure and environmental cleanliness. Gas-liquid chromatography and spectrophotometric methods of analysis were used in the work.