Способ получения п-терфенила
Владельцы патента RU 2349572:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к способу получения п-терфенила путем алкилирования бензола циклогексанолом в присутствии серной кислоты с последующим дегидрированием полученного п-дициклогексилбензола в жидкой фазе при атмосферном давлении и температуре 270-320°С на алюмопалладиевом катализаторе, характеризующемуся тем, что алкилирование проводят при молярном соотношении бензола, циклогексанола и серной кислоты 1:(3-5):(2-4) и температуре 21-35°С с выделением п-дициклогексилбензола после алкилирования и проведением его перекристаллизации перед дегидрированием. Применение данного способа позволяет ускорить процесс, снизить энергозатраты, получать продукт более высокой чистоты.
Изобретение относится к способу получения терфенилов, которые находят широкое применение в качестве люминофоров, используются в синтезе жидких кристаллов и мономеров для термостойких полимерных материалов.
Известен способ получения п-терфенила взаимодействием 1,4-дибромбензола или бромбензола с натрием в эфире (Ullmanns Encyklopadie, 4, Aull., Bd 14, Weinheim, 1977, s.683-84).
Однако способ дорог, малоэффективен и практически промышленно не применим.
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения п-терфенила путем алкилирования бензола алкилирующим агентом - циклогексанолом в присутствии катализатора - серной кислоты с последующим дегидрированием полученных дициклогексилбензолов в жидкой фазе при атмосферном давлении и температуре 270-320°С на алюмоплатиновых или алюмопалладиевых катализаторах, при этом алкилирование проводят при молярном соотношении бензола, циклогексанола и серной кислоты 3:1:3 и температуре 5-10°С. Затем, охлаждая смесь, выделяют п-терфенил и проводят его перекристаллизацию (Кузнецова Е.А. Синтез терфенила и ряда его производных на основе нефтехимического сырья. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук: 05.17.04. Ярославль, ЯГТУ, 2004 г., с.7).
Однако процесс получения длителен и энергоемок, получаемый продукт обладает невысокой чистотой.
Технической задачей данного изобретения является ускорение процесса, снижение энергозатрат при его проведении, получение продукта более высокой чистоты.
Данная техническая задача решается использованием способа получения п-терфенила путем алкилирования бензола циклогексанолом в присутствии серной кислоты с последующим дегидрированием полученного п-дициклогексилбензола в жидкой фазе при атмосферном давлении и температуре 270-320°С на алюмопалладиевом катализаторе, при этом алкилирование проводят при молярном соотношении бензола, циклогексанола и серной кислоты 1:(3-5):(2-4) и температуре 21-35°С с выделением после алкилирования п-дициклогексилбензола и проведением его перекристаллизации перед дегидрированием.
Пример 1
Алкилирование. К смеси бензола 39 г (0,5 моль) и циклогексанола 200 г (2 моль) при начальной температуре 21°С при перемешивании по каплям добавляют 95% серную кислоту 147 г (1,5 моль), при этом температуру реакционной массы поддерживают 25-35°С. После введения серной кислоты массу выдерживают при перемешивании еще 2 часа. Затем отделяют углеводородный слой, промывают его водой, 10%-ным раствором гидроксида натрия и снова водой до нейтральной реакции, сушат хлористым кальцием и фракционируют под вакуумом до выпадения в осадок п-дициклогексилбензола - 20 г. Полученный осадок для повышения качества продукта перекристаллизовывают (например, добавляя к нему 100 мл смеси воды с этиловым спиртом 1:1 по объему, доводя до кипения, кипятя в течение 1 часа, получая осадок после охлаждения 18 г).
Дегидрирование. Полученный п-дициклогексилбензол 18 г подвергают дегидрированию в присутствии 10 г 2%-ного палладия на окиси алюминия (катализатор КПГ) при 270-320°С в течение 2 часов. Отфильтровывают горячий катализат от катализатора и получают 12 г п-терфенила. Экстракцией катализатора гексаном получают еще 4,5 г п-терфенила.
Пример 2
Алкилирование. К смеси бензола 39 г (0,5 моль) и циклогексанола 150 г (1,5 моль) при начальной температуре 21°С при перемешивании по каплям добавляют 95% серную кислоту 196 г (2 моль), при этом температуру реакционной массы поддерживают 25-35°С. После введения серной кислоты массу выдерживают при перемешивании еще 2 часа. Затем отделяют углеводородный слой, промывают его водой, 10%-ным раствором гидроксида натрия и снова водой до нейтральной реакции, сушат хлористым кальцием и фракционируют под вакуумом до выпадения в осадок п-дициклогексилбензола - 15,6 г. Полученный осадок для повышения качества продукта перекристаллизовывают (например, добавляя к нему 100 мл смеси воды с этиловым спиртом 1:1 по объему, доводя до кипения, кипятя в течение 1 часа, получая осадок после охлаждения 13,7 г).
Дегидрирование. Полученный п-дициклогексилбензол 13,7 г подвергают дегидрированию в присутствии 7 г 2%-ного палладия на окиси алюминия (катализатор КПГ) при 270-320°С в течение 2 часов. Отфильтровывают горячий катализат от катализатора и получают 9,2 г п-терфенила. Экстракцией катализатора гексаном получают еще 3,5 г п-терфенила.
Пример 3
Алкилирование. К смеси бензола 39 г (0,5 моль) и циклогексанола 250 г (2,5 моль) при начальной температуре 21°С при перемешивании по каплям добавляют 95% серную кислоту 98 г (1 моль), при этом температуру реакционной массы поддерживают 25-35°С. После введения серной кислоты массу выдерживают при перемешивании еще 2 часа. Затем отделяют углеводородный слой, промывают его водой, 10%-ным раствором гидроксида натрия и снова водой до нейтральной реакции, сушат хлористым кальцием и фракционируют под вакуумом до выпадения в осадок п-дициклогексилбензола - 16,2 г. Полученный осадок для повышения качества продукта перекристаллизовывают (например, добавляя к нему 100 мл смеси воды с этиловым спиртом 1:1 по объему, доводя до кипения, кипятя в течение 1 часа, получая осадок после охлаждения 13,9 г).
Дегидрирование. Полученный п-дициклогексилбензол 13,9 г подвергают дегидрированию в присутствии 7,5 г 2%-ного палладия на окиси алюминия (катализатор КПГ) при 270-320°С в течение 2 часов. Отфильтровывают горячий катализат от катализатора и получают 9,3 г п-терфенила. Экстракцией катализатора гексаном получают еще 3,6 г п-терфенила.
Время получения п-терфенила по предлагаемому способу по сравнению с прототипом сокращается на 2-3 часа, энергозатраты на 25-30%, чистота продукта повышается на 30-40%.
Способ получения п-терфенила путем алкилирования бензола циклогексанолом в присутствии серной кислоты с последующим дегидрированием полученного п-дициклогексилбензола в жидкой фазе при атмосферном давлении и температуре 270-320°С на алюмопалладиевом катализаторе, отличающийся тем, что алкилирование проводят при молярном соотношении бензола, циклогексанола и серной кислоты 1:(3-5):(2-4) и температуре 21-35°С с выделением п-дициклогексилбензола после алкилирования и проведением его перекристаллизации перед дегидрированием.
