Способ получения 2,6-ди(3,3'5,5'-ди-трет-бутил-4,4'-оксибензил)циклогексан-1-она

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 2,6-ди(3,3',5,5'-ди-трет-бутил-4,4'-оксибензил)-циклогексан-1-она, используемого в качестве стабилизатора полиолефинов и низконепредельных карбоцепных каучуков. Способ заключается в том, что циклогексанон взаимодействует с N,N-диметил-(3,5-ди-трет-бутил-4-оксибензил)амином в соотношении (1÷1,2):2 соответственно, и процесс ведут при температуре 125-145°С до прекращения выделения диметиламина. Способ обеспечивает упрощение технологии и получение целевого продукта с выходом 61-85,4%. 12 табл.

 

Изобретение относится к химическому соединению класса пространственно затрудненных фенолов, которое может быть использовано в качестве стабилизатора полиолефинов и низконепредельных карбоцепных каучуков.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения 2,6-ди(3,3',5,5'-ди-трет-бутил-4,4'-оксибензил)циклогексан-1-она путем взаимодействия циклогексанона с бензилирующим реагентом, причем в качестве бензилирующего реагента берут галогенид 3,5-диалкил-4-гидроксибензила в мольном избытке, в качестве растворителя используют диоксан и процесс ведут 2,5 часа при температуре кипения растворителя. После окончания нагревания в реакционную массу добавляют воду для осуществления гидролиза и продолжают перемешивание еще 15 минут. Затем реакционную массу подвергают фракционной перегонке под давлением 0,08 мм рт.ст. в интервале температур 147-183°С отгоняют вязкие фракции, которые затем перекристаллизовывают в изопропиловом спирте. Полученный продукт представляет собой порошок с температурой плавления 87-88°С. Аналитический анализ свидетельствует, что данное вещество монозамещенное производное, т.е. 2-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)-циклогексанон. Осадок, оставшийся в реакционной колбе после перегонки, дважды перекристаллизовывают в изопропиловом спирте. Полученное вещество представляет собой кристаллы белого цвета с температурой плавления 221-223°С и, согласно ЯМР-анализу, является 2,6-бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)циклогексаноном [см. US 3631148 (The B.F.Goodrich Company), 28.12.1971; US 3594424 (The B.F.Goodrich Company), 20.07.1971].

Недостатками известного способа являются многостадийность процесса, сложность разделения полученной смеси продуктов и недостаточно высокий выход целевого продукта.

Задачей изобретения является упрощение процесса, увеличение выхода 2,6-ди(3,3',5,5'-ди-трет-бутил-4,4'-оксибензил)циклогексан-1-она (I).

Техническая задача решается способом получения 2,6-ди(3,3',5,5'-ди-трет-бутил-4,4'-оксибензил)циклогексан-1-она путем взаимодействия циклогексанона с бензилирующим реагентом с последующим выделением целевого продукта, в котором в качестве бензилирующего реагента берут N,N-диметил-(3,5-ди-трет-бутил-4-оксибензил)амин в соотношении циклогексанон и N,N-диметил-(3,5-ди-трет-бутил-4-оксибензил)амин (1÷1,2):2 соответственно и процесс ведут при температуре 125-145°С до прекращения выделения диметиламина.

Решение технической задачи позволяет получить целевой продукт в одну стадию с выходом до 86%.

Данное изобретение иллюстрируются следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1.

2,6-ди(3,3',5,5'-ди-трет-бутил-4,4'-оксибензил)циклогексан-1-он получают в одну стадию путем взаимодействия N,N-диметил-(3,5-ди-трет-бутил-4-оксибензил)амина (ОМ) с циклогексаноном (ЦГ) при соотношении ОМ:ЦГ=2:1,05 при температуре 135°С и слабом вакуумировании до 740 мм рт.ст. до прекращения выделения диметиламина с последующим выделением целевого продукта, например путем перекристаллизации.

Примеры 2-10 аналогичны примеру 1.

Соотношение реагентов, режимные условия получения заявляемого химического вещества, выход продукта с 1 по 10 примеры конкретного выполнения приведены в таблице 1.

Таблица 1
№ примераРежимные условияТемпература плавления целевого продукта, °СВыход целевого продукта, %
Мольное соотнош. ОМ:ЦГТемпература взаимодействия, °СДавление, мм рт.ст.
12:1,0513574022374,1
22:1,113566022373,4
32:1,113566022375,8
42:1,114060022383,9
52:1,114066022374,0
62:1,014066022362,6
72:1,1125710221-22361,5
82:1,113566022363,0
92:1,213570022385,4
102:1,0145735222-22362,6

Пример 11.

2,6-ди(3,3',5,5'-ди-трет-бутил-4,4'-оксибензил)циклогексан-1-он получают путем взаимодействия N,N-диметил-(3,5-ди-трет-бутил-4-оксибензил)амина (ОМ) с циклогексаноном (ЦТ) при соотношении ОМ:ЦГ=2:1,05 при температуре 135°С при барботировании через реакционную массу инертного газа до прекращения выделения диметиламина с последующим выделением целевого продукта.

Примеры 12-15 аналогичны примеру 11. Соотношение реагентов, режимные условия получения заявляемого химического вещества, выход продукта с 11 по 15 примеры конкретного выполнения приведены в таблице 2.

Таблица 2
№ примераРежимные условияТемпература плавления целевого продукта, °СВыход целевого продукта, %
Мольное соотнош. ОМ:ЦГИнертный газТемпература взаимодействия, °С
112:1,05азот14522370,25
122:1,05аргон14522370,25
132:1,05азот13522357,14
142:1,05азот13522364,87
152:1,1азот14522385,79

Заявляемое химическое соединение целевой продукт 2,6-ди(3',5'-ди-трет-бутил-4'-оксибензил)-циклогексан-1-он, далее стабилизатор, представляет собой кристаллический порошок белого цвета без запаха, обладает низкой летучестью. Т.пл.=223°С. Структура заявляемого химического вещества подтверждена данными ЯМР 1Н-спектроскопии. Состав заявляемого химического вещества подтвержден данными элементного анализа. Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д.): HAr 6.980s; -ОН 5.803s; СН3 1,412s; -СН2-Ar квадруплет; пара-СН2 1,44m; мета-СН2 1,3m. Данные элементного анализа. Найдено, %: С 80,52; Н 10,04; MM 534. С36Н54O3. Вычислено, %: С 80,90; Н 10,11; О 8,99. MM 534.

Примеры использования 2,6-ди(3',5'-ди-трет-бутил-4'-оксибензил)-циклогексан-1-она в качестве стабилизатора.

Примеры 16, 17.

Введение стабилизатора в полиолефин полиэтилен низкого давления (ПЭНД) осуществляют следующим образом. Навеску полимера и стабилизатора подвергают вальцеванию при 160±5°С (длина валков 260 мм, диаметр валков 100 мм, скорость вращения валков 28 об/мин, время вальцевания 5±1 мин). Развальцовывание в полотно в течение 5 мин при той же температуре с постоянной подрезкой полотна. Из вальцованного полотна прессуют пластины по ГОСТ 16338-85 в открытой пресс-форме при температуре 175±5°С и давлении 70-100 кгс/см2. Соотношение стабилизатора и ПЭНД и исходные свойства стабилизированного ПЭНД приведены в таблице 3.

Таблица 3
№ примераГОСТ 16338-8516 (контроль)18
1234
Введенный стабилизаторБез стабилизатораСтабилизатор формулы (I)
Количество стабилизатора, мас.%00,1
ПЭНД 276-73До 100

Продолжение таблицы 3
Исходный физико-механический показатель
1234
Показатель текучести расплава при нагрузке 5 кг (г/10 мин)2,6-3,22,82,7
Прочность при разрыве (МПа), не менее27,428,629,0
Предел текучести при растяжении (МПа), не менее25,526,827,4
Относительное удлинение при разрыве (%), не менее700860920
Цвет(визуально)-НатуральныйНатуральный

Определение стойкости к термоокислительному старению образцов ПЭНД 276-73, полученных по примерам 16, 17, осуществляют следующими методами:

1. Путем определения изменения показателя текучести расплава (ПТР) после выдержки образцов ПЭНД 276-73, полученных по примерам 16-18, в канале экструзионного пластометра в течение 2 часов при температуре 190°С под нагрузкой 5 кг (таблица 4).

Таблица 4
№ примераСостав образцаПТР5, г/10 минИзменение ПТР5, %
Исх.2 часа
16 (контроль)ПЭНД 276-73 без стабилизатора2,82,318
17Композиция ПЭНД 276-73 со стабилизатором формулы (I) (0,1 мас.%)2,72,57

2. Путем определения изменения реологических свойств (метод Белл) и цвета при темостатировании образцов ПЭНД 276-73, полученных по примерам 16, 17, при температуре 175°С в воздушной среде на алюминиевой подложке в течение 8 часов, с промежуточным съемом образцов через 4 часа (таблица 5).

Таблица 5
№ примераСостав образцаПТР, г/10 минИзменение ПТР, % за 8 часИзменение цвета (визуально)
исх.4 час8 час
16 (контроль)ПЭНД 276-732,810,412,0329Желтые пятна
17Композиция ПЭНД276-73 со стабилизатором формулы (I) (0,1 мас.%)2,72,52,411Отсутств.

3. Путем определения индукционного периода окисления образцов ПЭНД 276-73, полученных по примерам 16, 17, при температуре 200°С в атмосфере кислорода (РO2=250 мм рт.ст.) (таблица 6). Индукционный период окисления полимера определяют в соответствии с методикой [см. Пиотровский К.Б., Тарасова З.Н. Старение и стабилизация синтетических каучуков и вулканизаторов. - М.: Химия, 1980. - 264 с.].

Таблица 6
№ примераСостав образцаИндукционный период окисления, мин
16 (контроль)ПЭНД 276-7310
17Композиция ПЭНД 276-73 со стабилизатором формулы (I) (0,1 мас.%)100

4. Путем исследования изменения свойств образцов ПЭНД 276-73, полученных по примерам 16, 17, в процессе длительного термоокислительного старения при температуре 110°С в течение 1000 часов (табл.7): прочности при разрыве δр, предел текучести при растяжении δт; относительного удлинения при разрыве ε; показателя текучести расплава (ПТР); изменения цвета. Первый съем образцов для определения изменения свойств в процессе старения осуществлялся через 100 часов экспозиции, следующие съемы производились через 300, 700 и 1000 часов.

Определение физико-механических характеристик полиэтилена со стабилизатором (прочность при разрыве δр, предел текучести при растяжении δт, относительное удлинение при разрыве ε проводят в соответствии с ГОСТ 11262-80 на образцах типа 1 толщиной 1±0,1 мм на разрывной машине для испытания пластмасс марки 2166 Р-5 при температуре 20±3°С и скорости перемещения подвижного зажима разрывной машины 50±5 мм/мин. За результат испытания принимают среднее арифметическое значение физико-механических показателей пяти образцов.

Показатель текучести расплава (ПТР) определяют по ГОСТ 11645-73 на экструзионном пластометре с диаметром сопла 2,09 мм (стандартное сопло А) при температуре 190±5°С и нагрузке 5 кг после выдержки материала в нагретом приборе в течение 4 минут.

Таблица 7
№ примераСостав образцаВремя термостатирования, чПоказатель
ε, %δрδтПТР, г/10 минЦвет
16 (Контроль)ПЭНД 276-73086028,626,82,8Натуральн.
10053016,814,52,4Натуральн.
30048015,714,61,9Натуральн.
70027016,312,51,5Желтые пятна
100030013,912,81,3Желтые пятна
17Композиция ПЭНД 276-73 со стабилизатором формулы (I) (0,1 мас.%)092028,027,42,7Натуральн.
10090027,427,02,6Натуральн.
30085026,826,32,6Натуральн.
70067026,625,82,4Натуральн.
100059026,025,52,4Натуральн.

Как видно из таблиц 4-7, заявляемый стабилизатор (I) обладает свойством замедлять старение полиолефина ПЭНД с сохранением натурального цвета полиолефина. Стабилизатор формулы (I) хорошо совмещается с полиолефином.

Примеры 18, 19.

Введение стабилизатора в полиолефина полипропилена (ПП).

Навеску полиолефина ПП и стабилизатора подвергают вальцеванию (длина валков 260 мм, диаметр валков 100 мм, скорость вращения валков 28 об/мин, время вальцевания 5±1 мин). Состав образцов ПП, полученных по примерам 18, 19 приведен в табл.8.

Таблица 8
№ примера1819
СтабилизаторСтабилизатор формулы (I) (0,2 мас.%)Стабилизатор формулы (I) (0,2 мас.%)
Стеарат кальция0,10,05
ПП-21030До 100

Определение стойкости полиолефина ПП к термоокислительному старению осуществляют следующими методами критериям:

1) путем измерения показателя текучести расплава (ПТР) и индекса желтизны в ходе многократной экструзии. ПТР определяют на экструзионном пластометре при температуре 230±5°С и нагрузке 2,16 кг после выдержки материала в нагретом приборе в течение 4 минут (Таблица 9),

2) путем определения времени до разрушения образца в воздушной среде при 150°С (ТОС). Для испытания на ТОС образцы изготавливают методом литья под давлением. Для испытаний используют образцы 50×15×1 мм, которые помещают в термошкаф при 150°С. Результаты испытаний приведены в таблице 9.

Таблица 9
№ примера19
Стабилизатор (мас.%)Композиция 1111-21030 со стабилизатором формулы (I) (0,2 мас.%)
Результаты испытаний
ПТР5, г/10 мин
исх.2,5
Кратность экструзии:
13,6
36,2
57,0
Индекс желтизны
Кратность экструзии:
13,5
36,1
59,0
ТОС, час
>360

3) Изменение физико-механических показателей после термостарения (135°С, 7 суток). Образцы для определения физико-механических показателей готовят методом литья под давлением, после чего их кондиционируют при 23°С в течение 24 часов. Термостарение образцов проводят в течение 7 суток при Т=135°С. Результаты испытаний приведены в таблице 10.

Таблица 10
№ примера19
Состав образцаКомпозиция ПП-21030 со стабилизатором формулы (I) (0,2 мас.%)
Результаты физико-механических испытаний
После кондиционирования (23°С, 24 час)После термостарения (135°С, 7 суток)
Предел текучести при растяжении (МПа)35,433,2
Относит. удлинение при пределе текучести, %16,828,6
Предел прочности при растяжении, МПа44,634,2
Относит. удлинение при разрыве, МПа348,088,0
Модуль упругости при растяжении859,0561,0

Полученные данные свидетельствуют, что полиолефин полипропилен, содержащий стабилизатор формулы (I) в количестве 0,2 мас.% является термостабильным, стабилизатор формулы (I) обеспечивает цветостабильность полимера.

Примеры 20, 21.

Стабильность синтетического этиленпропиленового каучука (СКЭПТ) определяют по следующим критериям:

1) по продолжительности индукционного периода окисления полимера (рО2=250 мм рт.ст., Т=165-170°С,

2) по изменению вязкости по Муни в условиях термомеханического воздействия пропусканием через экструдер 1,2 мин 220°С.

Содержание стабилизатора в образце и результаты испытаний приведены в таблице 11.

Таблица 11
№ примера20 (контроль)21
Состав образцаСКЭПТ-40Композиция СКЭПТ-40 со стабилизатором формулы (I) (0,2 мас.%)
Результаты испытаний
Инд. период окисления160170
Вязкость по Муни каучука до экструдирования4242
Вязкость по Муни каучука после экструдирования4142

Примеры 22, 23.

Стабильность бутилкаучука (БК) определяют по следующим критериям:

1) по продолжительности индукционного периода окисления полимера (рО2=250 мм рт.ст., Т=165-170°С,

2) по изменению вязкости по Муни в условиях термомеханического воздействия пропусканием через экструдер 1,2 мин 220°С.

Содержание стабилизатора в образце и результаты испытаний приведены в таблице 12.

Таблица 12
№ примера22 (контроль)23
Состав образцаБК-1675Композиция БК-1675 со стабилизатором формулы (I) (0,2%мас.)
Результаты испытаний0,2
До 100
Результаты испытаний
Инд. период окисления260270
Вязкость по Муни каучука до экструдирования7474
Вязкость по Муни каучука после экструдирования5273

Таким образом, заявляемый способ позволяет упростить технологию процесса путем уменьшения числа операций и получить 2,6-ди(3,3',5,5'-ди-трет-бутил-4,4'-оксибензил)циклогексан-1-он выходом до 86%.

Способ получения 2,6-ди(3,3',5,5'-ди-трет-бутил-4,4'-оксибензил)-циклогексан-1-она путем взаимодействия циклогексанона с бензилирующим реагентом с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве бензилирующего реагента берут N,N-диметил-(3,5-ди-трет-бутил-4-оксибензил)амин в соотношении циклогексанон и N,N-диметил-(3,5-ди-трет-бутил-4-оксибензил)амин (1÷1,2):2 соответственно и процесс ведут при температуре 125-145°С до прекращения выделения диметиламина.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к каталитическому разложению органических гидропероксидов, являющихся важными соединениями в органическом синтезе. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения карбонильных соединений (альдегидов и кетонов), которые находят широкое применение как ценные полупродукты тонкого и основного органического синтеза.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения смеси кетоны/спирты с помощью разложения циклоалкилгидроперекиси в присутствии катализатора, содержащего каталитически активный металлический элемент, иммобилизованный на твердом носителе, причем катализатор получен фиксацией металлоорганического соединения общей формулы III или IIIa: , ,в которых: М обозначает ион металла или комбинацию ионов металлов, соответствующих элементам, принадлежащим группам IB-VIIB или VIII Периодической системы Менделеева (по версии CAS), включая лантаниды; m - целое число от 1 до 6; p обозначает целое число от 0 до 4; q обозначает целое число от 1 до 4; X обозначает анион.

Изобретение относится к получению циклогексанона путем жидкофазного окисления продуктов гидрирования бензола, содержащих циклогексен, закисью азота или ее смесью с инертным газом.

Изобретение относится к способу получения циклогексанона, который основан на реакции жидкофазного окисления циклогексена в циклогексанон закисью азота или ее смесью с инертным газом.

Изобретение относится к технологии дегидрирования вторичных спиртов, более конкретно к способу и катализатору дегидрирования вторичных циклических спиртов и способу получения данного катализатора.

Изобретение относится к способу получения продуктов окисления циклогексана каталитическим жидкофазным окислением кислородсодержащими газами. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения циклогексанона (ЦГона), являющегося полупродуктом для синтеза капролактама. .

Изобретение относится к способу получения смеси, содержащей циклический насыщенный алканон и соответствующий ему алканол. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 5-[(4-хлорфенил)метил]-2,2-диметилциклопентанона и включает: взаимодействие метилового эфира 1-[(4-хлорфенил)метил]-3-метил-2-оксоциклопентанкарбоновой кислоты или этилового эфира 1-[(4-хлорфенил)метил]-3-метил-2-оксоциклопентанкарбоновой кислоты с гидридом натрия и метилгалогенидом, причем количество гидрида натрия составляет 1,0-1,3 моля на один моль соответствующего эфира, а количество используемого метилгалогенида составляет 1,0-1,3 моля на один моль исходного эфира, гидролиз полученного метилового эфира 1-[(4-хлорфенил)метил]-3,3-диметил-2-оксоциклопентанкарбоновой кислоты или этилового эфира 1-[(4-хлорфенил)метил]-3,3-диметил-2-оксоциклопентанкарбоновой кислоты.

Изобретение относится к способу получения м-хлорбензофенона, который используется в качестве промежуточного продукта в синтезе оригинального антиконвульсанта «галодиф» (м-хлорбензгидрилмочевина)
Наверх