Способ получения фенола

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНОЛА взаимодействием бензола с пёрекис.ью водорода в водной среде в ацетатном буфере в присутствии металлокомплексного катализатора, отличающийся тем, что, с целью повьпиения выхода целевого продукта, конверсии и селективности процесса, в качестве металлокомплексного катализатора используют комплекс железа (III) с полиметилметакрилатом малеиновой кислоты или полиэтиленгликолем , или комплекс родия

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11)

3(5ц С 07 С 39/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3566669/23-04 (22) 21.03.83 (46) 15.06.84. Бюл. ¹ 22 (72) Э.А. Караханов, А.Г. Дедов и С.М. Волков (71) МГУ им. М. В. Ломоносова (53) 547.562.1(088.8) (56) 1. Чуркин Ю.В., Харлампович Г.Д., Фенолы. M., "Химия", 1974, с. 206.

2, Gordon А. Hamilton, 1. William, The Hydroxy .àtion of Aromatic Compounds by H>0 in the Presence of Caг г

talytic Amounts of Ferric Ton and

Catechol. Product Studies Mechanism

and Relation to some Enzymik.

"J. Amer. Chem. Soc. 88, 1966,5269.

3. Kazuhiro Hotta, Seizo Tamagaki, Jusuki Suzuki, Wachiro Tagaki. Hydroxylation of Benzene with H 0> Ъу the

43

use of hydrophobic catechols and Fe

complexes the catalyst, — "Chem.

Lett". 1976, 789-790 (прототип) . (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНОЛА взаимодействием бензола с перекисью водорода в водной среде в ацетатном буфере в присутствии металлокомплексного катализатора, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, конверсии и селективности процесса, в качестве металлокомплексного катализатора используют комплекс железа (jII) с полиметилметакрилатом малеиновой кислоты или полиэтиленгликолем, или комплекс родия (ill) с поливиниловым спиртом и процесс ведут при молярном соотношении вода:бензол:

:перекись водорода (33-38): Ц(3,7-8,5) g2 и температуре 35 С. о 9

1097598

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения фенола, который широко используется в химии пластмасс, лекарственных препаратов и других областях. 5

Известен промышленный способ получения фенола путем разложения гидроперекиси кумола (кумольный метод).

Способ включает в себя стадии алкилирования бензола, окисления кумола кис- лородом с. получением гидроперекиси и ее разложение с образованием фенола и ацетона. Все стадии процесса осуществляются при температурах выше 100 С (1).

Недостатками кумольного способа являются многостадийность процесса, . повышенные температуры всех стадий, относительно низкие выходы фенола на 20 исходный бензол.

Известен способ получения фенола окислением бензола перекисью водорода в ацетатном буфере при 25 С и атмосферном давлении в присутствии 25 катализатора — перхлората трехвалентного железа и пирокатехина. Процесс осуществляется при рН=2,9 в течение

2;5 ч, концентрация комплекса 8 в10 моль/л, молярное соотношение вода: 5б бензол:перекись водорода 14000:3: 1.

Выход фенола по перекиси водорода составляет 52Х при скорости конвер- . онн бенеоле 0,0012 моль/л ч (2).

Недостаток способа — низкий вы5 ход фенола при небольшой скорости конверсии бензола.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ получе- 1О ния фенола путем окисления бензола перекисью водорода в ацетатном буфере при 25 С в присутствии каталити0 ческого комплекса пирокатехина и трех валентного железа. Процесс осуществля-45 ют при рН=4 и соотношении вода:бензол:

:перекись водорода 278:225:1. Выход фенола по перекиси водорода составляет 60Х при скорости конверсии бензола 0,079 моль/л ч 13) .

Недостатками способа являются низк11й выход фенола, малая скорость конверсии бензола, использование бензола в качестве растворителя.

Цель изобретения - повышение вы55 хода целевого продукта, селективности процесса и конверсии бензола.

Поставленная цель достигается согласно способу получения фенола путем окисления бензола перекисью водорода в ацетатном буфере при 35 С и молярном соотношении вода:бензол:перекись водорода (33-38);1:(3,7-8,5) в присутствии металлокомплексного катализатора — комплекса трехвалентного железа с полиметилметакрилатом малеиновой кислоты или с полиэтиленгликолем или комплекса трехвалентного родня с поливиниловым спиртом.

Использование в качестве металлокомплексного катализатора комплекса трехвалентного железа с полиметилметакрилатом малеиновой кислоты или с полиэтиленгликолем или комплекса трехвалентного родня с поливиниловым ,спиртом, и проведение процесса при

35ОС и молярном отношении вода:бензол:

:перекись водорода (33-38):1:(3,7"8,5) обеспечивает лучший выход и селективность процесса при более высокой моль. ной конверсии.

Пример 1. 5 мл (15 ммоль)

10Х-ной перекиси водорода смешивают с О, 19 мл (0,33 ммоль) ледяной уксус-. ной кислоты, 20 мг (0,5 ммоль) едкого натра и 5 мг полиметилметакрилата малеиновой кислоты. Затем добавляют в раствор 5 мг (0,21 ммоль) нитрата трехвалентного железа и 0,3 мл (3,38 ммоль) бензола. Реакцию ведут о при 35 С в течение 2,5 ч в статической системе при рН=3,8. Катализат промывают 3 мл эфира, экстракт анализируют на хроматографе "Var ian-3 700" с колонкой SE-30 длиной 27 м.

Выход фенола по бензолу 75Х, двухатомных фенолов 10Х скорость конверсии бензола О, 18 моль/л ч, се" лективность 87Х, степень.превращения 80Х.

Пример 2. 5мл (30ммоль)

20Х-ной перекиси:водорода смешивают с О, 19 мл (0,33 ммоль) ледяной уксусной кислоты, 20 мг (0,5 ммоль) едкого натра. Затем добавляют 5 мг поливиниловаго спирта и растворяют его при нагревании до 70 С и перемео шивании. После этого прибавляют

10 мг (0,044 ммоль) четырехводного хлорнда родня (tI1) и 0,3 мл (3,38 ммоль) бензола. Реакцию ведут при 35 С .и рН=3,8 в течение 2,5 ч.

8 статической системе. Анализ проводят по методике, описанной в примере 1.Выход фенола по бензолу 65Х, двухатомных фенолов 10Х. Степень

Составитель Г. Никифоров

Техред С.Легеза Корректор А. Зимокосов

Редактор Т. Кой

Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4139/20

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1097 превращения 757, селективиость 837., скорость конверсии 0,167 моль/л:ч.

Пример 3. 5 мл (15 ммоль)

107-ной перекиси водорода смешивают с 0,19 мл (0,33 ммоль) ледяной уксусной кислоты и 20 мг (0,5 ммоль) едкого натра. Затея добавляют 5 мг полиэтиленгликоля с мол. весом

30000 и растворяют, перемешивая в течение 5 мин. После этого добавля- 10 ют 5 мг нитрата железа (111) и

0,3 мл (3,38 ммоль) бензола. Реакцию ведут при 35ОС рН=3,8 в течение

2,5 ч в статической системе. Анализируют по Методике, описанной в при" мере 1. Выход фенола по бензолу 653, 598 4 двухатомных фенолов до 157. Степень превращения 807, селективность 837, скорость конверсии О,!67 моль/л ч.

При концентрации перекиси водорода более 207 реакция резко замедляется, а менее 7Х идет с невысокими выходамй и конверсией.

По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет получать фенол с выходом 65-757, считая на исходный бензол, увеличить скорость конверсии бензола в 2 раза и повысить селективность процесса до 807.. Способ технологически более прост благодаря использованию бензола в количествах близких к стехиометрии.