11.1.6. Получение 11-аминоундекановой кислоты

11-Аминоундекановая кислота является мономером для получения поли-амида-11.

Полиамид-11 несколько уступает обычным полиамидам в прочности, но обладает более высокой эластичностью и гидрофобностью, что делает его пригодным для применения в качестве изоляционного материала, фильтрующих промышленных тканей волокна и трикотажа.

Сырьем для получения 11-аминоундекановой кислоты служит касторовое масло, которое представляет собой смесь глицеридов кислот состава: 3-6% насыщенных кислот С₁₆-С₁₈, 3-9% олеиновой, 3-5% линолевой, 3% стеариновой, не менее 80% рицинолевой. Касторовое масло производят в основном в Бразилии и Индии, выделением из семян клещевины прессованием или экстрагируя его органическими растворителями.

Процесс получения этой кислоты можно представить следующим образом: глицерид рицинолевой кислоты (12-гидрокси-9-октадеценовой) кислоты – главной составляющей касторового масла – при обработке метанолом превращают в ее метиловый эфир, который расщепляется перегретым паром на гептаналь и метилундеканоат. К последнему после гидролиза против правила Марковникова присоединяется НВr и после аминирования получается 11-аминоундекановая кислота.

Схема переработки касторового масла представлена ниже ( схема 11.1).

На первой стадии касторовое масло переэтерифицируют в присутствии избытка метанола, а также метилата натрия в качестве катализатора при 353 К и соотношении метанол:эфир, равном 3:1. Полученный метилрицинолеат отделяется от глицерина при отстаивании. Далее эфир промывают водой для удаления следов глицерина. При времени пребывания ~ 1 ч достигается практически количественный выход целевого продукта.

На второй стадии эфир испаряют при 523 К, смешивают с водяным паром при 873 К и смесь вводят в зону пиролиза. Пиролиз осуществляют при температуре 673-848 К при времени пребывания 10 с.

Наряду с метилундеканоатом и гептаналем образуются также метиловые эфиры кислот: линолевой, олеиновой, рицинолевой, стеариновой, пальмитиновой и других, а также несколько процентов насыщенных и ненасыщенных жирных кислот от С₁₄-С₁₈.

Метилундеканоат подвергают далее гидролизу до ундеценовой кислоты:

Гидролиз осуществляют при температуре 298 К в присутствии едкого натра.

Гидробромирование ундеценовой кислоты проводят с использованием в качестве бромирующего агента НBr, причем реакцию необходимо осуществлять таким образом, чтобы бром присоединился к терминальному (крайнему) атому углерода, т.е. против правила Марковникова. Это достигается путем бромирования в растворителе (толуоле) в присутствии пероксида бензоила как инициатора свободных радикалов. В реактор вводят газообразный бромид водорода. Поскольку эта реакция высоко экзотермичная, температуру в реакторе поддерживают ~ 273 К. 11-Бромундекановая кислота образуется с выходом 95%.

Аминирование бромкислоты происходит согласно схеме

Реакцию проводят при 303 К в присутствии большого избытка водного раствора аммиака. Избыток аммиака удаляют, повышая температуру раствора до кипения.