Способ получения перфторированных метилпроизводных бензола

 

Использование: в способе получения перфторированных ароматических соединений метилпроизводных бензола, толуола, ксилолов, мезитилена и т.д., используемых в качестве растворителей и исходных соединений в синтезе лекарств, лаков, красок, средств защиты растений. Сущность изобретения: перфторметилпроизводные бензола (перфтортолуол, перфторксилол) получают сопиролизом гексафторбензола с полифторалканами общей формулы С_xH_yF_mCl_n (где x = 1-8, y = 0-2, m = 2-18, n = 0-2) или их смесью при условии, что х = 1, y = 1, m не может иметь значение, равное 3, и процесс ведут в проточном реакторе при температуре 650-800^oC. Перфторметилпроизводные бензола получают с выходом 62-86%. Задачей изобретения является увеличение выхода целевого продукта, упрощение технологии производства и увеличение производительности. 1 табл.

Изобретение относится к способу получения перфторированных ароматических соединений, а именно метилпроизводных бензола (толуола, ксилолов), используемых в качестве растворителей и исходных соединений в синтезе лекарств, лаков, красок, средств защиты растений и т.д.

Перфторметилбензолы могут быть получены при высокотемпературном взаимодействии гексафторбензола с дифторкарбеном. Известно, что в качестве источника дифторкарбена для получения метилпроизводных бензола использовали фторопласт-4 [1] дифтордибромметан [2] тетрафторэтилен [2, 3] галоформ [4] При осуществлении реакции с фторопластом-4 процесс проводят в автоклаве под давлением в периодическом режиме, что мало технологично, выход до 40% В случае использования дифтордибромметана выход октафтортолуола не превышает 20% что не позволяет рассматривать процесс как технологию.

При использовании в качестве источника дифторкарбена тетрафторэтилена процесс осуществляется в проточном металлическом реакторе при температуре 700-750^oC с выходом (59-76%). Однако данный процесс имеет существенный недостаток, который заключается в использовании нестабильного и взрывоопасного газа тетрафторэтилена.

В качестве ближайшего аналога из известных способов получения перфторметилпроизводных бензола (в частности, октафтортолуола) является способ, заключающийся в сопиролизе гексафторбензола и галоформа (СНСl₃) в присутствии фторидов щелочных металлов (КF) при температуре 200-500^oC (предпочтительно 400-450^oC), который осуществляется в автоклаве [4] Выход целевых продуктов составляет 40-48% при 73-75%-ной конверсии по гексафторбензолу.

Данный способ выбран нами в качестве прототипа.

Недостатками прототипа являются: недостаточно высокий выход целевых продуктов 40-48% (с учетом конверсии) по сумме продуктов (С₆F₅CF₃; C₆F₄(CF₃)₂; C₆F₃(CF₃)₃); сложность аппаратурного оформления процесса (использование оборудования, работающего под давлением автоклавов); низкая производительность (режим работы периодический).

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно увеличение выхода целевых продуктов, упрощение оформления технологии производства.

Поставленная задача достигается тем, что в качестве источника дифторкарбена предлагается использовать алифатические или циклические полифторуглеводороды общей формулы C_xH_yF_mCl_n (где х 1-8, y 0-2, m 2-18, n 0-2). Процесс проводят в проточном реакторе при температуре 650-800^oC. При температуре ниже 650^oC уменьшается конверсия, а при температуре выше 800^oC уменьшается выход за счет деструктивных процессов.

Пример 1. В реактор (металлическая трубка длиной 60 см и диаметром 20 мм, помещенная в электропечь), нагретый до температуры 650^oC, одновременно подают гексафторбензол со скоростью 93 г/час (0,5 моль) и дифторхлорметан (х 1, y 1, m 2, n 1) со скоростью 43,5 г/час (0,5 моль). Продукты реакции собирают в ловушке, охлаждаемой смесью тв. СО₂-ацетон. После промывки раствором щелочи и водой собранный сырец ректифицируют и получают 71 г (выход 60%) октафтортолуола (t_кип 103-104^oC) и 5 г перфторксилолов (выход 4,9%).

Приведенные в таблице опыты проводились аналогичным образом.

Таким образом, приведенные в таблице результаты показывают, что задача изобретения достигнута: перфторметилпроизводные бензола (октафтортолуол, перфторксилол) образуются с более высоким выходом по сравнению с прототипом на 22-38% при сопиролизе гексафторбензола с полифторуглеводородами общей формулы С_xH_yF_mCl_n (где х 1-8, y 0-2, m 2-18, n 0-2) или их смесью, а также повышается производительность за счет непрерывного процесса и упрощается технологическое оборудование.

Формула изобретения

Способ получения перфторированных метилпроизводных бензола сопиролизом гексафторбензола с насыщенным полифторуглеводородом, отличающийся тем, что в качестве насыщенного полифторуглеводорода берут алифатические или циклические полифторуглеводороды формулы С_хН_уF_mCl_n, где х 1 8, у 0 2, m 2 18, n 0 2 или их смесь при условии, что при х 1, у 1, m ≠ 3, а процесс ведут при 650 800^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1