Способ получения алкилбензолов



Способ получения алкилбензолов
Способ получения алкилбензолов
Способ получения алкилбензолов
Способ получения алкилбензолов
Способ получения алкилбензолов
Способ получения алкилбензолов

 


Владельцы патента RU 2495864:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)

Изобретение относится к способу получения алкилбензолов общей формулы

, где R1=H: R2=Et, i-Pr или R1R2=-CH2-CH2-CH2-. Способ заключается в гидрировании стирола газообразным водородом в присутствии катализатора с последующим выделением целевых продуктов и характеризуется тем, что гидрированию подвергают стирол или его производные из ряда α-метилстирол или инден, а в качестве катализатора используют наночастицы никеля, получаемые восстановлением хлорида никеля (II) боргидридом натрия in situ и процесс проводят при атмосферном давлении водорода в среде изопропанола при температуре 55-65°C в течение 4-6 часов. Использование настоящего способа позволяет упростить получение соединений заявляемой структурной формулы. 3 пр.

 

Изобретение относится к способу получения алкилбензолов, и частности к новому способу гидрирования стирола и его производных, который применим в условиях лаборатории и позволяет получать алкилбензолы с насыщенной углеводородной цепью общей формулы

где R1=Н: R2=Et, i-Pr

или R1R2=-СН2-СН2-СН2-

которые находят применение в органическом синтезе в качестве полупродуктов и растворителей.

Известен способ получения этилбензола гидрированием стирола водородом при атмосферном давлении в присутствии специально приготовленного катализатора, при этом катализатор получают восстановлением диацетата никеля металлическим натрием, цинковой пылью алюмогидридом лития или боргидридом натрия [ACTIVATION OF REDUCING AGENTS.SODIUM HYDRIDE CONTAINING COWEEX REDUCING AGENTS.VII. NiC, A NEW HETEROGENEOUNS Ni HYDROGENATION CATAEYST / J.J. BRUNET, P. GAEEOIS, P. CAUBERE // Tetrahedron Letters 1977, - No.45, pp.3955-3958].

Недостатком этого способа является стадия нейтрализации избытка пожароопасного восстановителя, приводящая к потерям достаточно дорогостоящих реагентов, а также использование пожаро- и взрывоопасного водорода в условиях лаборатории. Продукты реакции определялись методом газо-жидкостной хроматографии без выделения.

Известен способ получения этилбензола гидрированием стирола на наночастицах никеля газообразным водородом в мягких условиях (температура 35ºC и давление 2 атм) [Formation, nature of activity, and hydrogenation catalysis by nickel bis(acetylacetonate)-lithium tetrahydroaluminate systems. // L.B. Belykh, Yu.Yu. Titova, A.V. Rokhin, F.K. Shmidt // Inorganic Synthesis And Industrial Inorganic Chemistry. - Vol.83, No.11, 2010. - pp.1778-1786].

Недостатком данного метода является использование значительного количества относительно дорогостоящего алюмогидрида лития в качестве гидрирующего агента, что значительно повышает его расход.

Известен способ получения этилбензола гетерогенно-каталитическим гидрированием производных стирола на наночастицах железа [At the frontier between heterogeneous and homogeneous catalysis: hydrogenation of olefins and alkynes with soluble iron nanoparticles / C.Rangheard, C. de Julian Fernandez, Pim-Huat Phua, J. Hoorn, L.Lefort, J.G. de Vries // Dalton Trans., 2010, 39, 8464-8471].

Недостатком данного метода является необходимость использования автоклава для создания необходимого давления водорода (20 атм). Также имеются определенные трудности с приготовлением раствора катализатора, который готовится в боксе с азотной атмосферой в течение получаса. Данным способом не были получены соединения заявляемой структурной формулы.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является способ получения этилбензола гидрированием стирола на биметаллическом нанокатализаторе на основе никеля газообразным водородом [Nanosized bimetallic Ni-Sn and Ni-Zr catalysts prepared by SOMC/M route. Characterization and catalytic properties in styrene selective hydrogenation. // L. Deghedi, J.-M. Basset, J.-P. Candy, J.-A.Dalmon, A.-C. Dubreuil, L. Fischer // Chemical Ingineering Transactions. - 2009. - Vol.17, pp.31-36].

Недостаток этого метода заключается в необходимости использования относительно большой температуры (130ºC) и давления порядка 30 атм.

Задачей заявляемого способа является разработка технологичного способа получения этилбензола или его производных гидрированием стирола или его производных газообразным водородом, не требующего использования дорогостоящих катализаторов и сложных технологических условий, который будет позволять достигать высоких значений выхода по исходному олефину или его производному в условиях химической лаборатории с использованием доступных реагентов. Техническим результатом является упрощение метода получения соединений заявляемой структурной формулы.

Поставленный результат достигается в новом способе получения алкилбензолов общей формулы

где R1=Н: R2=Et, i-Pr

или R1-R2=-СН2-СН2-СН2-,

заключающемся в гидрировании стирола газообразным водородом в присутствии катализатора с последующим выделением целевых продуктов, отличающемся тем, что гидрированию подвергают стирол или его производные из ряда α-метилстирол или инден, а в качестве катализатора используют наночастицы никеля, получаемые восстановлением хлорида никеля (II) боргидридом натрия in situ, и процесс проводят при атмосферном давлении водорода в среде изопропанола при температуре 55-65ºC в течение 4-6 часов.

Сущностью метода является реакция гидрирования стирола или его производных из ряда: α-метилстирол, инден газообразным водородом в среде изопропанола в присутствии наночастиц никеля.

В предлагаемом изобретении весь синтез проводится в одну стадию: получение катализатора и гидрирование протекают in-situ. Также достоинством предлагаемого изобретения является использование водорода при атмосферном давлении, что позволяет упростить и удешевить способ получения целевых продуктов.

Способ осуществляется следующим образом.

В плоскодонную колбу загружается боргидрид натрия, изопропанол и безводный хлорид никеля (II) в мольном соотношении боргидрид натрия:хлорид никеля (II), равном 2:1, и получают катализатор по реакции . Количество боргидрида натрия рассчитывается исходя из количества получаемого катализатора с незначительным избытком, и следовательно, гидрирования стирола или его производного не происходит. После получения черного, прозрачного в тонком слое коллоидного раствора наночастиц никеля загружается стирол или его производное из ряда: α-метилстирол, инден и через реакционную массу барботируется газообразный водород, который предварительно пропускается через слой концентрированной серной кислоты для очистки от следов влаги, при атмосферном давлении в течение 4-6 часов при температуре 55-65ºC. Для коагуляции частиц катализатора в реакционную смесь добавляют несколько капель воды. Из фильтрата выделяют целевой продукт перегонкой при атмосферном давлении или в вакууме. Свойства синтезированных этилбензола, изопропилбензола и индана соответствуют литературным данным.

Стабилизации коллоидных растворов наночастиц никеля не требуется, что значительно упрощает и удешевляет предлагаемый способ гидрирования. Полученные суспензии могут использоваться в качестве катализатора восстановления без выделения наночастиц, но активность возвратного катализатора меньше. Так как и при синтезе катализатора, и восстановлении заявленных веществ используются одинаковые условия, весь процесс сводится к одностадийному синтезу, при котором катализатор образуется in situ из хлорида никеля (II).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1

Этилбензол.

В плоскодонную колбу, снабженную барботером и обратным холодильником, загружают суспензию 0,18 г (0,05 моль) боргидрида натрия в 30 мл изопропанола, после чего постепенно присыпают 3,65 г (0,028 моль) безводного хлорида никеля (II), при этом наблюдают образование черного коллоидного раствора наночастиц никеля. После этого включают барботаж водорода и добавляют 31,2 г (0,3 моль) стирола. Реакцию проводят при нагреве до 55ºC в течение 4 часов. По окончании реакции смесь охлаждают, добавляют 3 мл воды для ускорения коагуляции катализатора. Осевший осадок отфильтровывают, отделяют органический слой фильтрата и отгоняют изопропанол с использованием дефлегматора. Остаток перегоняют при атмосферном давлении, получают 24,8 г (0,234 моль, 78%) этилбензола, бесцветная жидкость с характерным запахом, т.к. 133-135ºC. Спектр ЯМР1Н, δ, м.д.: 1.18 т (3Н, CH3); 2.57 кв (2H, CH2); 7.03-7.22 м (5Н, C6H5).

Пример 2

Изопропилбензол.

В плоскодонную колбу, снабженную барботером и обратным холодильником, загружают суспензию 1,1 г (0,03 моль) боргидрида натрия в 30 мл изопропанола, после чего постепенно присыпают 1,82 г (0,014 моль) безводного хлорида никеля (II), при этом наблюдают образование черного коллоидного раствора катализатора. После этого включают барботаж водорода и добавляют 17,7 г (0,15 моль) α-метилстирола. Реакцию проводят при нагреве до 60ºC в течение 6 часов. По окончании реакции смесь охлаждают, добавляют 3 мл воды для ускорения коагуляции катализатора. Осевший осадок отфильтровывают, отделяют органический слой фильтрата и с использованием дефлегматора отгоняют изопропанол. Остаток перегоняют при атмосферном давлении, получают 14,4 г (0,12 моль, 80%) изопропилбензола, бесцветная жидкость с характерным запахом, т.к. 152-155ºC. Спектр ЯМР1Н, δ, м.д.: 1.18 т (6Н, 2СН3); 2.78 м (1Н, CH); 6.96-7.12 м (5Н, С6Н5).

Пример 3

Индан.

В плоскодонную колбу, снабженную барботером и обратным холодильником, загружают суспензию 1 г (0,028 моль) боргидрида натрия в 20 мл изопропанола, после чего постепенно присыпают 1,7 г (0,0131 моль) безводного хлорида никеля (II), при этом образуется черный коллоидный раствор катализатора. После этого включают барботаж водорода и добавляют 24,2 г (0,21 моль) индена. Реакцию проводят при нагреве до 65ºC в течение 5,5 часов. По окончании реакции смесь охлаждают, добавляют 3 мл воды для ускорения коагуляции катализатора. Осевший осадок отфильтровывают, отделяют органический слой фильтрата и с использованием дефлегматора отгоняют изопропанол. Остаток перегоняют при атмосферном давлении, получают 20,5 г (0,174 моль, 83%) индана, бесцветная жидкость с характерным запахом, т.к. 176-177ºC. Спектр ЯМР1Н, δ, м.д.: 1.90 м (2Н, CH2); 2.75 т (4Н, 2СН2); 6.90-7.02 м (4Н, С6Н4).

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для применения в лабораторных условиях;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение технического результата.

Выводы

Разработан новый способ получения алкилбензолов гидрированием стирола и его производных водородом при атмосферном давлении в присутствии наночастиц никеля, который протекает с высокими выходами по исходным олефинам. Свойства синтезированных соединений соответствуют литературным данным.

Способ получения алкилбензолов общей формулы

где R1=H: R2=Et, i-Pr
или R1R2=-CH2-CH2-CH2-,
заключающийся в гидрировании стирола газообразным водородом в присутствии катализатора с последующим выделением целевых продуктов, отличающийся тем, что гидрированию подвергают стирол или его производные из ряда α-метилстирол или инден, а в качестве катализатора используют наночастицы никеля, получаемые восстановлением хлорида никеля (II) боргидридом натрия in situ и процесс проводят при атмосферном давлении водорода в среде изопропанола при температуре 55-65°C в течение 4-6 ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения линейных алканов общей формулы Alk-CH2-CH3, где Alk=C6H13, C8H17. Способ заключается в гидрировании олефина водородом при атмосферном давлении водорода на катализаторе и характеризуется тем, что в качестве олефина используют октен-1 или децен-1, а в качестве катализатора используют наночастицы никеля, получаемые in situ восстановлением хлорида никеля(II) боргидридом натрия в среде изопропанола и процесс проводят при температуре 60-70°C в течение 6-8 часов с последующим выделением целевых продуктов.

Изобретение относится к способу получения производных норборнана общей формулы (где R1=H; R2=CN, СООН; или R 1R2=-СН2-СН2-СН2 -), которые находят применение в органическом синтезе в качестве полупродуктов, например, для синтеза адамантана.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения циклогексана и его производных общей формулы R=H, . .

Изобретение относится к способу получения алкилбензолов общей формулы где R1=H: R2=Et, i-Pr или R1R2=-CH2-CH2 -СН2-, заключающемуся в гидрировании стирола газообразным водородом в присутствии катализатора с последующим выделением целевых продуктов, отличающемуся тем, что гидрированию подвергают стирол или его производные из ряда -метилстирол или инден, а в качестве катализатора используют наночастицы никеля, получаемые восстановлением хлорида никеля (II) алюмогидридом лития in situ, и процесс проводят при атмосферном давлении водорода в среде тетрагидрофурана при температуре 50-60°С в течение 5-6 часов.

Изобретение относится к способу получения линейных алканов общей формулы Alk-СН2-СН3, где Alk=C6H13, C8H17 . .

Изобретение относится к способу получения дициклопентена (трицикло-[5.2.1.02.6]децена-3), включающему гидрирование дициклопентадиена в растворе водородом в жидкой фазе с использованием тонкодисперсных катализаторов платиновой группы при атмосферном давлении и умеренной температуре (30-80°C) и последующее выделение целевого продукта.

Изобретение относится к способу получения производных норборнана общей формулы где R=H, R1=CN, или R-R 1=-CH=CH-CH2-. .

Изобретение относится к способу получения разветвленных насыщенных углеводородов, характеризующемуся тем, что на первой стадии сырье, содержащее, по меньшей мере, одну жирную кислоту, имеющую общее количество атомов углерода от 8 до 26, этерифицируют, по меньшей мере, одним жирным спиртом, имеющим общее количество углерода от 8 до 26, с получением сложных эфиров, на второй стадии полученные сложные эфиры гидрируют до жирных спиртов, на третьей стадии полученные жирные спирты дегидратируют до альфа-олефинов, на четвертой стадии альфа-олефины олигомеризуют в олигомеры, а на пятой стадии олигомеры гидрируют.

Изобретение относится к смеси изоалканов, в качестве масляных тел для косметических или фармацевтических средств, 1H-ЯМР-спектр которой в области химического сдвига от 0,6 до 1,0 м.д.

Изобретение относится к способу получения изобутилена и бутадиена-1,3 каталитическим дегидрированием соответствующих парафиновых углеводородов на алюмохромовом катализаторе при повышенной температуре, разделением полученных продуктов дегидрирования методами абсорбции-десорбции и экстрактивной ректификации с получением товарных изобутилена и бутадиена-1,3 олефиновых углеводородов C4, непревращенных парафинов и горючих отходов производства: «легких» и «тяжелых» неабсорбированных газов и бутадиен-ацетиленового концентрата, причем смесь «тяжелых» неабсорбированных газов с бутадиен-ацетиленовым концентратом и частью «легких» неабсорбированных газов пропускают через бинарный слой катализаторов гидрирования, один из которых никель-хромовый, а другой алюмопалладиевый, и на выходе получают пропановую фракцию.

Изобретение относится к способу дегидроароматизации метана для получения жидких ароматических соединений и гидрированных производных. .

Изобретение относится к способу превращения алифатического углеводорода с низким числом углеродных атомов в более высокомолекулярные углеводороды, включающие ароматические углеводороды, включающий контактирование исходного материала, содержащего упомянутый алифатический углеводород, с катализатором дегидроциклизации в условиях, эффективных для превращения упомянутого алифатического углеводорода в ароматические углеводороды и получения отходящего потока, включающего ароматические углеводороды и водород, где упомянутый катализатор дегидроциклизации включает металл, выбранный из группы, включающей молибден, рений и вольфрам, и молекулярное сито, включающее ZSM-5 и где отношение количества всех участков кислот Бренстеда в молекулярном сите к количеству упомянутого металла составляет меньше 0,4 моля/моль упомянутого металла.

Изобретение относится к способу превращения исходного материала, содержащего метан, в синтез-газ и ароматический углеводород (углеводороды). .

Изобретение относится к соединениям формулы (I) и их фармацевтически приемлемым солям. .

Изобретение относится к области органической химии и может быть использовано при получении комплексообразователей, сорбентов, биологически активных соединений, а также новых материалов с заданными свойствами.
Изобретение относится к способу получения циклических димеров стирола (цис- и транс-1-метил-3-фенилиндана) путем олигомеризации стирола в присутствии цеолита типа Бета в Н-форме в растворителе, отличающемуся тем, что количество цеолита Бета составляет 18-25 мас.%, реакцию проводят в хлорбензоле при отношении стирол:хлорбензол = 1:4 (об.) и температуре 115-130°С.
Изобретение относится к способу получения циклических димеров стирола (цис- и транс-1-метил-3-фенилиндана) путем олигомеризации стирола в присутствии цеолитного катализатора, отличающемуся тем, что в качестве катализатора используют цеолит типа ZSM-12 в Н-форме в количестве 20-30% мас.
Изобретение относится к способу получения циклических димеров стирола (цис- и транс-1-метил-3-фенилиндана) путем олигомеризации стирола в присутствии цеолитного катализатора в растворителе, характеризующемуся тем, что в качестве катализатора используют цеолит типа ZSM-12 в Н-форме в количестве 20-30% мас., реакцию проводят в хлорбензоле при отношении стирол:хлорбензол = 1:2÷4 (об.) и температуре 120-130°С.
Изобретение относится к получению циклического димера -метилстирола, в частности к получению 1,1,3-триметил-3-фенилиндана, который используется в качестве основы для смазочных материалов, реактивных топлив, теплоносителей.

Изобретение относится к химии производных адамантана, а именно к способу получения адамантилсодержащих производных нафталина общей формулы где R1=R3 =H, R2=Ad (1); R1 =OH, R2=H, R3=Ad (2); R1=Ad, R2=OH, R3=H (3).

Изобретение относится к способу трансалкилирования бензола полиалкилбензолами на цеолитсодержащем катализаторе с получением этилбензола или изопропилбензола. .
Наверх