Способ получения циклогексил-изопропилбензола

 

Использование в медицине в качестве противоспалительного средства и для синтеза гидроперекисей-инициаторов эмульсионной полимеризации. Сущность: способ получения циклогексил-изопропилбензола. Реагент 1: изопропилбензол (ИПБ). Реагент 2: циклогексанол (ЦГ). Условия: 145-150 град., катализатор Н₃РW₁₂·17Н₂O, мольное соотношение ИПБ: ЦГ: катализатор (3-5):1:(0,0025-0,0035). 1 табл.

Изобретение относится к области получения алкил-циклоалкилзамещенных бензола, а именно к способу получения циклогексил-изопропилбензола, который используется в медицине в качестве противовоспалительных средств [1] и служит сырьем для синтеза гидроперекисей циклогексил-изопропилбензола инициатора эмульсионной полимеризации.

Известен способ получения циклогексил-изопропилбензола путем взаимодействия изопропилбензола с циклогексеном в присутствии катализатора трехфториcтого бора фосфорной кислоты BF₃xH₃PO₃ при 60^oС в соотношении 3:1:0,3 соответственно [2,3] Недостатком данного способа является недостаточно высокий выход целевого продукта (66-76%).

Наиболее близким по достигаемому техническому эффекту является взаимодействие изопропилбензола с циклогексанолом в присутствии серной кислоты при соотношении 3:1:3 соответственно [4] Недостатками данного способа получения циклогексил-изопропилбензола являются недоcтаточно высокий выход продукта (81%), а также необходимость использования большого количества серной кислоты, в результате чего образуются большие количества кислотных стоков, которые загрязняют окружающую среду.

Технической задачей данного изобретения является создание экологически чистого способа получения циклогексил-изопропилбензола с высоким выходом (до 97%) Техническая задача изобретения достигается способом получения циклогексил-изопропилбензола путем взаимодействия изопропилбензола с циклогексанолом в присутствии катализатора, в котором в качестве катализатора берут фосфорно-вольфрамовую гетерополикислоту H₃PW₁₂O₄₀·17Н₂O при мольном соотношении (3-5):1:(0,0025-0,0035) соответственно, причем взаимодействие ведут при 145-150^oС, что позволяет увеличить выход целевого продукта до 97% с чистотой 99,9% который является смесью орто-, мета- и пара-изомеров в соотношении (2-1):(35-33):(60-63).

Циклогексил-изопропилбензол имеет т. кип.167-169^oС (25 мм.рт.ст.), n²_D⁰ 1,5160,[5] Избыток изопропилбензола вновь направляют в процесс получения циклогексил-изопропилбензола, а выделяющуюся в процессе реакции воду используют для регенерации катализатора.

В производственном процессе отсутствуют сточные воды.

Характеристика исходных реагентов.

Изопропилбензол (кумол): молекулярная масса 120,2, ткип. 152,4^oС, плотность (20^oС) 0,862 г/см³, n²_D⁰ 1,4912, ГОСТ 20491-75.

Циклогексанол: бесцветная прозрачная жидкость, молекулярная масса 100,2, т.кип. 161^oС, плотность (20^oС) 0,9624 г/см³, n²_D⁰ 1,4641, ТУ 113-03-358-83.

Фосфорно-вольфрамовая гетерополикислота: кристаллическое вещество белого цвета, молекулярная масса 3185, представляет собой кристаллогидрат, содержащий 17 Моl кристаллизационной воды, т.разл.560-600^oС, т.прок.150-200^oС, ТУ 6-09-01-744-88. Ранее в процессе получения циклогексил-изопропилбензола не использовалась.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1 (по заявленному объекту). Берут 34,4 г (0,286 моль) изопропилбензола (ИПБ), 5,7 г (0,057 моль) циклогексанола (ЦГ) 0,5 г (0,0002 моль) фосфорно-вольфрамовой гетерополикислоты (ГПК) при соотношении (5:1: 0,0035 соответственно, нагревают при 145-150 °С до окончания реакции (8-10 часов), отгоняют воду, после чего реакционную массу отделяют от катализатора, отгоняют избыток ИПБ, а остаток разгоняют. Выход циклогексил-изопропилбензола (ЦГИПБ) составляет 11,16 г (97%), т.кип.167- 169^oC (25ммрт.ст.), n²_D⁰ 1,5260.

Пример 2 (аналогично примеру 1, но при соотношении ИПБ:ЦГ:ГПК - 4:1: 0,0035).

Количество исходных реагентов, выход, температура кипения, показатель преломления циклогексил-изопропилбензола приведены в таблице.

Пример 3 (аналогично примеру 1, но при соотношении ИПБ:ЦГ:ГПК - 3:1: 0,0035).

Количество исходных реагентов, выход, температура кипения, показатель преломления циклогексил-изопропилбензола приведены в таблице.

Пример 4 (аналогично примеру 1, но при соотношений ИПБ:ЦГ:ГПК - 5:1: 0,0025).

Количество исходных реагентов, выход, температура кипения, показатель преломления циклогексил-изопропилбензола приведены в таблице.

Пример 5 (прототип оптимальный вариант). Берут 28,6 г (0,238 моль) ИПБ, 7,95 г (0,073 Мо1) ЦГ, 23,32 г (0,236 Мо1) H₂SO₄ при соотношении 3:1:3 соответственно, перемешивают и добавляют 7,95 г (0,073 моль) ЦГ при температуре 10-20^oС, органический слой нейтрализуют по истечении двух часов, сушат, перегоняют.

Получают 12,98 г (81%) ЦГИПБ с т.кип.271-274^oС, n²_D⁰ 1,5178.

Таким образом, как видно из примеров конкретного выполнения, выход циклогексил-изопропилбензола с чистотой 99,9% составляет 93-97% по сравнению с прототипом, по которому выход составляет 81% Заявляемый способ получения циклогексил-изопропилбензола является более простым, так как не требует дополнительных емкостей, и экологически чистым по сравнению с прототипом в результате отсутствия сточных вод.

Формула изобретения

Способ получения циклогексил-изопропилбензола путем взаимодействия изопропилбензола с циклогексанолом в присутствии кислотного катализатора, отличающийся тем, что в качестве кислотного катализатора используют фосфорновольфрамовую гетерополикислоту эмпирической формулы H₃PW₁₂·17H₂O и взаимодействие ведут при температуре 145-150°С и мольном соотношении изопропилбензол: циклогексанол: кислотный катализатор (3-5):1: (0,0025-0,0035).

РИСУНКИ

Рисунок 1