Способ получения три(2,4-дитрет-бутилфенил)фосфита

 

Изобретение относится к способу получения три (2,4 - дитрет-бутилфенил)фосфита посредством взаимодействия 2,4-дитрет-бутилфенола с трихлоридом фосфора в апротонном растворителе, в качестве которого используют алифатический или ароматический углеводород или смесь подобных углеводородов (например, н-гексан, толуол, этилбензол, бензин), в присутствии катализатора - производного 2-меркаптотиазола. В качестве производного 2-меркаптотиазола используют соединение общей формулы (I), где R - 3-трет-бутил-5-метил-2-гидроксифенил-, 3,5-дитрет-бутил-2-гидроксифенил- или 3,5-дитрет-бутил-4-гидроксифенилгруппа. В результате использования предлагаемого способа энергоемкость процесса по сравнению с таковой для способа - прототипа снижается примерно в 2 раза при одновременном повышении выхода продукта и степени его чистоты. 1 табл.

Изобретение относится к области синтеза фосфорорганических соединений и может быть реализовано в химической промышленности.

Известен способ получения три(2,4-дитрет-бутилфенил)фосфита путем взаимодействия 2,4-дитрет-бутилфенола с трихлоридом фосфора, протекающего в присутствии катализатора из категории соединений азотсодержащих гетероциклических соединений, в частности пиридина или хинолина (см. авт. свид. СССР N 172328 (1965)). Данный известный способ получения три(2,4-дитрет-бутилфенил)фосфита не исключает образования довольно значительных количеств побочных хлорофосфитов, что в конечном итоге существенно снижает выход целевого продукта и его чистоту. Кроме того, в случае его реализации в промышленном масштабе он оказывается весьма энергоемким, потому что для обеспечения достаточно высокого выхода три(2,4-дитрет-бутилфенил)фосфита реакция между 2,4-дитрет-бутилфенолом и трихлоридом фосфора должна протекать в течение весьма длительного времени и при сравнительно высоких температурах (140 - 150^oC).

Наиболее близким к заявляемому объекту является способ получения три(2,4-дитрет-бутилфенил)фосфита путем взаимодействия 2,4-дитрет- бутилфенола с трихлоридом фосфора в апротонном растворителе, в частности гексане, толуоле, бензоле в присутствии катализатора из числа производных 2-меркаптобензтиазола (см. патент США N 5254709 (1993)). Недостатком данного известного способа, взятого нами за прототип, является то, что он, как и описанный выше способ получения три(2,4-дитрет-бутилфенил)фосфита, при его реализации в промышленном масштабе также оказывается весьма энергоемким, потому что и в данном случае для обеспечения достаточно высокого выхода три(2,4-дитрет-бутилфенил)фосфита реакция между двумя поименованными выше исходными веществами должна протекать в течение весьма длительного времени и при относительно высоких температурах.

Целью настоящего изобретения является снижение энергоемкости процесса.

Декларируемая цель достигается тем, что в известном способе получения три(2,4-дитрет-бутилфенил)фосфита путем взаимодействия 2,4-дитрет-бутилфенола с трихлоридом фосфора в апротонном растворителе в присутствии катализатора - производного 2-меркаптотиазола в качестве апротонного растворителя используют алифатический или ароматический углеводород или смесь подобных углеводородов, а в качестве производного 2-меркаптотиазола - соединение формулы I где R-3-тpeт-бутил-5-мeтил-2-гидpoкcифeнил, 3,5-дитрет-бутил-2- гидроксифенил или 3,5-дитрет-бутил-4-гидроксифенилгруппа. В результате использования предлагаемого способа энергоемкость процесса по сравнению с таковой для способа-прототипа значительно снижается (поскольку в случае его реализации температура синтеза составляет 40-70^oC при общей его продолжительности 3,5-4,5 ч). Соединения формулы I и их синтез описаны в литературе (см. патент Великобритании N 957482 (1964), патент США N 3299147 (1967) и патент РФ N 2059629 (1995)).

Ранее способ получения три(2,4-дитрет-бутилфенил)фосфита с поименованной выше совокупностью признаков в литературе не описывался. Соединения формулы I в качестве катализаторов синтеза каких-либо фосфитов до настоящего времени также не были использованы. Эти два обстоятельства дают основания сделать заключение, что заявляемый нами объект соответствует первому критериальному признаку изобретения в рамках Патентного Закона РФ - новизна. Кроме того, знание характеристик способа- прототипа и вносимых в него изменений (а именно использование в качестве катализаторов соединений формулы I) не позволяет априори предсказать отмеченный выше положительный эффект - снижение энергоемкости процесса, а это, в свою очередь, означает, что сущность заявляемого объекта не следует явным образом из известного на сегодняшний день уровня в данной области техники. Вышеизложенное является отчетливым свидетельством в пользу того, что заявляемый объект попадает и под второй установленный Патентным Законом РФ критерий изобретения - изобретательский уровень. И наконец, заявляемый способ достаточно прост по своему исполнению, используемые же в нем исходные вещества в достаточно больших количествах выпускаются отечественной промышленностью. Не относятся к числу дорогих и труднодоступных препаратов и катализаторы формулы I, и в настоящее время предлагаемый способ находится в стадии внедрения в широкомасштабное производство. В этой связи можно с уверенностью утверждать, что заявляемый объект обладает и третьим критериальным признаком изобретения - промышленная применимость.

Заявляемый на предмет изобретения способ получения три(2,4- дитрет-бутилфенил)фосфита иллюстрируется нижеследующими примерами.

Пример 1. В круглодонную колбу объемом 50 мл, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром и капельной воронкой, загружают 10,3 г (0.05 моля) 2,4-дитрет-бутилфенола, 0.03 г соединения формулы I - (3-трет-бутил-5-метил-2-гидроксибензил) бензтиазолилсульфида и 1,0 г (1,5 мл) н-гексана. Смесь нагревают при перемешивании до 40^oC и вводят в образовавшийся прозрачный раствор 2,29 г (0,0167 моля) трихлорида фосфора и по завершении этой операции выдерживают смесь в течение 1 ч. Затем температуру реакционной смеси повышают до 65-70^oC и выдерживают ее при данной температуре (при непрерывном перемешивании и постоянном отводе выделяющегося в ходе реакции хлорида водорода из реакционной смеси в токе азота) в течение 2,5 ч. По завершении реакции растворитель отгоняют, охлаждают смесь до 35-40^oC и высаживают целевой продукт ацетоном или метанолом. Целевой продукт -три(2,4-дитрет-бутилфенил)фосфит выделяется в виде белого кристаллического порошка, который отфильтровывают от маточного раствора, промывают ацетоном и высушивают при комнатной температуре. Некоторые характеристики полученного препарата представлены в таблице.

Пример 2. Выполняют как и пример 1, но в качестве катализатора используют (3,5-дитрет-бутил-2-гидроксибензил)бензтиазолилсульфид.

Пример 3. Осуществляют по схеме примера 1, но в качестве катализатора используют (3,5-дитрет-бутил-4-гидроксибензил) бензтиазолилсульфид.

Пример 4. Осуществляют как и пример 1, но в качестве растворителя применяют толуол.

Пример 5. (Выполняют таким же образом, как и пример 2, но в качестве растворителя применяют толуол.

Пример 6. Проводят по описанной в примере 3 технологии, но в качестве растворителя применяют толуол.

Пример 7. Осуществляют как и пример 1, но в качестве растворителя применяют этилбензол.

Пример 8. Выполняют как и пример 2, но в качестве растворителя применяют этил-бензол.

Пример 9. Проводят по типу примера 3, но в качестве растворителя применяют этилбензол.

Пример 10. Выполняют по описанной в примере 1 схеме, но в качестве растворителя берут смесь толуола и гексана с объемным соотношением компонентов 1:1.

Пример 11. Осуществляют как и пример 2, но в качестве растворителя используют смесь толуола и гексана с объемным соотношением компонентов, равным 1:1.

Пример 12. Проводят по типу примера 3, но в качестве растворителя используют смесь толуола и гексана в объемном соотношении 1:1.

Пример 13. Выполняют по описанной в примере 1 схеме, но в качестве растворителя используют бензин.

Пример 14. Осуществляют как и пример 2, но в качестве растворителя используют бензин.

Пример 15. Выполняют по типу примера 3, но в качестве растворителя используют бензин.

Пример 16 (по прототипу). В трехгорлую колбу объемом 500 мл, снабженную термометром, обратным холодильником и капельной воронкой, вводят 61,9 г (0,3 моля) 2,4-дитрет-бутилфенола, 0,3 г 2-меркаптотиазола и 100 мл н-гексана. К этой смеси при комнатной температуре добавляют 13,7 г (0,1 моля) трихлорида фосфора, после чего в течение 1 ч ее температуру доводят до 65-70^oC и выдерживают при данной температуре (при непрерывном перемешивании и постоянном отводе выделяющегося в ходе реакции хлорида водорода из реакционной смеси в токе азота) в течение 8,0 ч. По завершении этой процедуры отгоняют растворитель (н-гексан) при пониженном давлении, после чего добавляют к остатку 100 мл изопропанола и размешивают. Целевой продукт -три(2,4-дитрет-бутилфенил)фосфит формируется в виде белого кристаллического порошка, который отфильтровывают, промывают изопропанолом и высушивают при комнатной температуре. Некоторые характеристики полученного препарата также представлены в таблице.

Пример 17 (по прототипу). Выполняют как и пример 16, но в качестве катализатора берут 2-меркаптотиазолин в количестве 0.3 г.

Пример 18 (по прототипу). Выполняют как и пример 16, но в качестве катализатора берут 2-меркаптобензтиазол в количестве 0,3 г.

Пример 19 (по прототипу). Выполняют как и пример 16, но в качестве растворителя берут толуол, а процесс синтеза осуществляют при температуре 130^oC.

Пример 20 (по прототипу). Выполняют как и пример 18, но в качестве растворителя берут толуол, а процесс ведут при температуре 130^oC.

Пример 21 (сравнительный, по прототипу). Выполняют как и пример 16, но в качестве растворителя применяют смесь, указанную в примерах 10-12.

Пример 22 (сравнительный, по прототипу). Выполняют как и пример 16, но в качестве растворителя применяют смесь, указанную в примерах 13-15, а процесс проводят при 130^oC.

Пример 23 (сравнительный, по прототипу). Выполняют как и пример 16, но при продолжительности реакции между двумя исходными компонентами, указанной в примерах 4-12.

Пример 24 (сравнительный, по прототипу). Выполняют как и пример 17, но при продолжительности реакции между двумя исходными компонентами, указанной в примерах 4-12.

Пример 25 (сравнительный, по прототипу). Выполняют как и пример 18, но при продолжительности реакции между двумя исходными компонентами, указанной в примерах 4-12.

Как можно видеть из приведенных в таблице данных, использование заявляемого способа позволяет добиться существенного снижения энергоемкости процесса синтеза целевого продукта - три(2,4-дитрет-бутилфенил)фосфита (более чем в 2 раза), поскольку при одной и той же температуре процесса его продолжительность в этом случае сокращается с 7-8 ч при 65-70^oC (по способу-прототипу) до 2,5-3,5 ч при той же температуре (по заявляемому способу). Более того, выход целевого продукта в этом случае в целом заметно выше, чем в случае способа-прототипа, а температура плавления заметно ближе к точке плавления три(2,4- дитрет-бутилфенил)фосфита (186^oC), чем в случае целевого продукта, синтезированного с использованием способа-прототипа, что является отчетливым указанием и на его более высокую чистоту,

Формула изобретения

Способ получения три(2,4-дитрет-бутилфенил)фосфита путем взаимодействия 2,4-дитрет-бутилфенола с трихлоридом фосфора в апротонном растворителе, в качестве которого используют алифатический или ароматический углеводород или смесь подобных углеводородов, в присутствии катализатора - производного 2-меркаптотиазола, отличающийся тем, что в качестве производного 2-меркаптотиазола используют соединение общей формулы I где R - 3-трет-бутил-5-метил-2-гидроксифенил-, 3,5-дитрет-бутил-2-гидроксифенил- или 3,5-дитрет-бутил-4-гидроксифенилгруппа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2