Способ получения 3,3-бис(хлорметил)оксетана



Способ получения 3,3-бис(хлорметил)оксетана
Способ получения 3,3-бис(хлорметил)оксетана

Владельцы патента RU 2576251:

Общество с ограниченной ответственностью "Институт по проектированию производств органического синтеза "Гипросинтез" (RU)

Изобретение относится к способу получения мономера 3,3-бис(хлорметил)оксетана, который используется в производстве полимерного материала, известного под названием пентон или пентапласт. Способ включает стадию образования моно- и трихлоргидрина пентаэритрита взаимодействием пентаэритрита с тионилхлоридом в присутствии N,N-диметилформамида при повышенной температуре, а затем полученную смесь вводят во взаимодействие с тионилхлоридом в две стадии: на первой стадии для получения монохлоргидрина пентаэритрита с 30-35% от расчетного количества тионилхлорида при температуре 60-70°С, а на второй стадии для получения трихлоргидрина пентаэритрита вводят остальное количество тионилхлорида при температуре 100-140°С, а выделение 3,3-бис(хлорметил)оксетана ведут методом экстрагирования органическим растворителем. Технический результат - упрощение процесса за счет порядка смешения реагентов, которое минимизирует образование побочного продукта трихлоргидрина пентаэритрита и обеспечивает высокую селективность. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

 

Изобретение относится к области химии полимеров, в частности к получению мономера 3,3-бис(хлорметил)оксетана, который используется в производстве полимерного материала, известного под названием пентон или пентапласт.

Известны способы получения 3,3-бис(хлорметил)оксетана, в основе которых лежат две реакции, а именно терморазложение циклического эфира сернистой кислоты и дихлоргидрина пентаэритрита (дихлорпентаэритритосульфита)

и дегидрохлорирование трихлоргидрина пентаэритрита под действием гидроокисей щелочных или щелочноземельных металлов

Терморазложение циклического эфира сернистой кислоты и дихлоргидрина пентаэритрита протекает при температуре 200-450°С в присутствии катализаторов, в качестве которых используют органические производные ониевого типа элементов Va и VIa групп периодической системы элементов (см. описания к патентам СА №790600, опубл. 23.07.1968, СА №794369, опубл. 26.03.1957, US №3449370, опубл. 10.06.1969).

Учитывая, что получение дихлорпентаэритритосульфита представляет определенные технологические сложности, а именно проведение реакции в растворителе, применение акцептора хлористого водорода, эти способы получения 3,3-бис(хлорметил)оксетана не представляют интереса в технологическом плане.

Известны способы получения 3,3-бис(хлорметил)оксетана, в основе которых лежит дегидрохлорирование трихлоргидрина пентаэритрита и его сложного эфира (см. описания к патентам DE №931226, МПК C07D 305/06, опубл. 04.08.1955, US №2794027, опубл. 28.05.1957 и СА №538739, опубл. 26.03.1957).

Известный способ получения 3,3-бис(хлорметил)оксетана (DE №931226) осуществлен реакцией трихлоргидрина пентаэритрита и его ацетата с водным раствором едкого калия в среде инертного растворителя при одновременной отгонке воды в виде азеотропа. Выход составил 83-88%.

Известный способ получения 3,3-бис(хлорметил)оксетана (US №2794027) осуществлен реакцией с использованием водного раствора гидроокиси натрия и отгонкой 3,3-бис(хлорметил)оксетана с водяным паром. Выход продукта составил 70-90%.

Известный способ получения 3,3-бис(хлорметил)оксетана (СА №538739) осуществлен реакцией из трихлоргидрина пентаэритрита и его ацетата обработкой гидроокисью щелочного металла при нагревании в среде безводных вторичных или третичных спиртов.

Однако содержание основного вещества в выделенном продукте составляло всего 88-96%, при этом в качестве примесей присутствовали замещенные 3-алоксиметилпроизводные оксетана.

Все указанные известные способы получения 3,3-бис(хлорметил)оксетана дегидрохлорированием трихлоргидрина пентаэритрита предполагают стадию предварительного получения и выделения трихлоргидрина.

Кроме того, при исследовании полимеризации 3,3-бис(хлорметил)оксетана выяснилось существенное влияние примесей на скорость полимеризации и характеристики полимера.

Известен способ получения 3,3-бис(хлорметил)оксетана, включающий стадию гидрохлорирования суспензии пентаэритрита в среде масляной кислоты хлористым водородом при повышенной температуре (около 200°С) с последующим выделением и дегидрохлорированием смеси трихлоргидрина пентаэритрита и его моноэфира с масляной кислотой водным раствором едкого натра при нагревании (см. монография «Мономер для пентапласта», 1965, М., Издательство «Химия»).

Процесс включал ректификацию продуктов гидрохлорирования, регенерацию масляной кислоты, ректификацию сырого 3,3-бис(хлорметил)оксетана на высокоэффективной колонне с числом теоретических тарелок не менее 35 с получением продукта полимеризационной чистоты. Выход чистого 3,3-бис(хлорметил)оксетана составил около 75% от теоретического.

Качество мономера оценивалось по температуре его плавления.

Известный способ сложен, так как сопровождается высоким расходом хлористого водорода, а именно 200% от теоретического, применением в качестве растворителя масляной кислоты и необходимостью ее регенерации, значительным количеством побочных продуктов, образующихся как на стадии гидрохлорирования, так и на стадии дегидрохлорирования, и необходимостью ректификации на каждой стадии выделения.

Известен способ получения 3,3-бис(хлорметил)оксетана, принятый в качестве прототипа, заключающийся в получении 3,3-бис(хлорметил)оксетана через стадии образования моно- и трихлоргидрина пентаэритрита без их промежуточного выделения (см. описание патента США №4031110, МПК C07D 305/06, опубл. 21.06.1977).

Известный способ осуществляют в три стадии. На первой стадии в предварительно приготовленный смешением тионилхлорида и N,N-диметилформамида реагент Вильсмейера

вводят порошкообразный пентаэритрит в соотношении с тионилхлоридом, обеспечивающем получение монохлоргидрина пентаэритрита. Затем температуру реакционной массы повышают, прибавляют расчетное на получение трихлоргидрина количество тионилхлорида и выдерживают до завершения выделения хлористого водорода и сернистого газа. Образовавшийся трихлоргидрин пентаэритрита без выделения подвергают дегидрохлорированию при кипячении с водным раствором гидроксида щелочного или щелочноземельного металла. 3,3-бис(хлорметил)оксетан - сырец выделяют перегонкой с водяным паром с последующей экстракцией водного слоя метиленхлоридом. После осушки объединенных органических слоев сульфатом натрия и удаления растворителя 3,3-бис(хлорметил)оксетан полимеризационной чистоты выделяют вакуумной дробной дистилляцией. Выход составляет 59% от теоретического.

Выделение 3,3-бис(хлорметил)оксетана перегонкой с водяным паром с дополнительной экстракцией растворителем и последующей осушкой раствора усложняет технологический процесс. Кроме того, на стадии получения монохлоргидрина пентаэритрита дробное введение порошкообразного пентаэритрита в реактор, содержащий реагент Вильсмейера, сопровождается выделением большого количества хлористого водорода и сернистого ангидрида, что затрудняет и усложняет дозировку пентаэритрита. Наличие этой стадии обосновывается необходимостью предварительного образования реагента Вильсмейера и с его участием получения монохлоргидрина пентаэритрита.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение процесса получения 3,3-бис(хлорметил)оксетана, сокращение нецелевого расходования тионилхлорида и снижение количества тетрахлоргидрина пентаэритрита, образующегося в виде неутилизируемого отхода.

Цель достигается тем, что упрощена стадия выделения 3,3-бис(хлорметил)оксетана путем изменения порядка смешения реагентов, минимизировано образование побочного продукта тетрахлоргидрина пентаэритрита, а именно тионилхлорид на стадии получения монохлоргидрина пентаэритрита вводят при мольном соотношении тионилхлорид:пентаэритрит равном 1,01-1,02:1, а на стадии получения трихлоргидрина пентаэритрита - при мольном соотношении тионилхлорид:пентаэритрит равном 2:1, а выделение 3,3-бис(хлорметил)оксетана ведут методом экстрагирования органическим растворителем.

Указанный в прототипе избыток тионилхлорида по отношению к пентаэритриту приводит к тому, что образуется значительное количество тетрахлорида пентаэритрита. Так, выделенный 3,3-бис (хлорметил) оксетан содержал 77% основного вещества и 23% тетрахлорида пентаэритрита.

Предлагаемый способ получения трихлоргидрина пентаэритрита обеспечивает высокую селективность процесса, что позволяет снизить почти до расчетного мольное соотношение тионилхлорида и пентаэритрита (3,01-3,02-1).

Для упрощения процесса к суспензии пентаэритрита в Ν,Ν-диметилформамиде подают первую порцию тионилхлорида в количестве, обеспечивающем образование монохлоргидрина пентаэритрита, затем температуру реакционной массы поднимают выше 100°С и подают вторую порцию расчетного количества тионилхлорида. На первой стадии подают примерно 30-35% от общего количества тионилхлорида.

На первой стадии получения монохлоргидрина пентаэритрита образование реагента Вильсмейера и его взаимодействие с пентаэритритом происходит непосредственно в момент введения тионилхлорида, что подтверждается энергичным выделением газов.

Для завершения реакции реакционную массу выдерживают при повышенной температуре до прекращения выделения газов. При этом конверсия пентаэритрита в трихлоргидрин пентаэритрит составляет 90-92% (по данным метода газожидкостной хроматографии (ГЖХ).

В предлагаемом способе содержание основного вещества в сырце составило 90-94%.

Более высокая селективность процесса позволила значительно упростить стадию выделения 3,3-бис(хлорметил)оксетана, исключив стадию перегонки с водяным паром. Дегидрохлорирование трихлоргидрина ведут кипечением его с 20%-ным раствором щелочи, образовавшийся 3,3-бис(хлорметил)оксетан экстрагируют гексаном. После удаления растворителя и вакуумной дистилляции выход 3,3-бис(хлорметил)оксетана составил 65-70%. Физико-химические показатели соответствуют показателям для мономера полимеризационной чистоты. Содержание основного вещества, определяемое методом ГЖХ, составило 98,0-98,5%.

Способ получения 3,3-бис(хлорметил)оксетана реализуют следующим образом.

В реактор, снабженный мешалкой и обратным холодильником, термометром и капельной воронкой, загружают первую порцию тионилхлорида в количестве, обеспечивающем образование монохлоргидрина пентаэритрита при энергичном перемешивании в течение 20-30 минут со скоростью, обеспечивающей подъем и поддержание температуры 60-70°С и равномерное выделение газов. По окончании подачи тионилхлорида проводят выдержку в течение одного часа, поддерживая в реакторе температуру 60-70°С до завершения выделения газов.

Реакционную массу медленно (примерно со скоростью один градус в минуту) нагревают до температуры 100-140°С и затем в течение 40-60 минут ведут дозировку второй части тионилхлорида.

По окончании подачи тионилхлорида реакционную массу выдерживают в течение 1,5-2 часов при этой же температуре.

На стадии дегидрохлорирования содержимое реактора охлаждают до температуры 70-80°С и при перемешивании быстро приливают порциями 330-360 г 20%-ного раствора едкого натра, при этом температура реакционной массы поднимается до 90-95°С.

Затем реакционную массу дополнительно кипятят в течение 2-3 часов до отсутствия в органическом слое трихлоргидрина пентаэритрита.

Реакционную массу охлаждают до температуры 20-25°С и экстрагируют при интенсивном перемешивании гексаном дважды.

Экстракты объединяют, промывают водой и отгоняют гексан при атмосферном давлении. После выдержки остатка в вакууме 100 мм рт.ст. при температуре 100°С получают 3,3-бис(хлорметил)оксетан - сырец с содержанием основного вещества 90-94%, после чего проводят фракционную дистилляцию в вакууме.

Пример

В реактор, снабженный мешалкой и обратным холодильником, термометром и капельной воронкой, загружают 50,3 г (0,37 мол.) пентаэритрита и 28-29 г (0,38-0,40 мол.) диметилформамида. При энергичном перемешивании суспензии ведут дозировку 45,2-47,6 г (0,38-0,40 мол.) тионилхлорида в течение 20-30 минут со скоростью, обеспечивающей подъем и поддержание температуры 60-70°С и равномерное выделение газов. По окончании подачи тионилхлорида проводят выдержку в течение одного часа, поддерживая в реакторе температуру 60-70°С до завершения выделения газов. Реакционную массу медленно (примерно со скоростью один градус в минуту) нагревают до температуры 100-140°С и затем в течение 40-60 минут ведут дозировку второй части тионилхлорида - 86,9-85,7 г (0,73-0,72 мол.). По окончании подачи тионилхлорида реакционную массу выдерживают в течение 1,5-2 часов при этой же температуре.

Анализ смеси методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ) показал 90-92%-ную конверсию пентаэритрита в трихлоргидрин пентаэритрит. Затем содержимое реактора охлаждают до температуры 70-80°С и при перемешивании быстро приливают порциями 330-360 г 20%-ного раствора едкого натра, при этом температура реакционной массы поднимается до 90-95°С.

Затем реакционную массу дополнительно кипятят в течение 2-3 часов до отсутствия в органическом слое трихлоргидрина пентаэритрита (метод ГЖХ). Реакционную массу охлаждают до температуры 20-25°С и экстрагируют при интенсивном перемешивании гексаном дважды, по 50 мл на каждую операцию. Экстракты объединяют, промывают водой и отгоняют гексан при атмосферном давлении. После выдержки остатка в вакууме 100 мм рт.ст. при температуре 100°С получают 43-45 г 3,3-бис(хлорметил)оксетана - сырца с содержанием основного вещества 90-94%.

После фракционной дистилляции в вакууме получают 37,5-40 г продукта. Температура кипения 132-134°С/100 мм рт.ст., nд 20 1,4855-1,4861, d20 20 1,2995-1,300. Содержание основного вещества 98,0-98,5% (метод ГЖХ). Выход 3,3-бис(хлорметил)оксетана составляет 65-70% от теории.

Предлагаемый способ получения трихлоргидрина пентаэритрита обеспечивает высокую селективность процесса, что позволяет снизить почти до расчетного мольное соотношение тионилхлорида и пентаэритрита (3,01-3,02-1).

1. Способ получения 3,3-бис(хлорметил)оксетана, включающий стадии образования моно- и трихлоргидрина пентаэритрита взаимодействием пентаэритрита с тионилхлоридом в присутствии N,N-диметилформамида при повышенной температуре с последующим дегидрохлорированием трихлоргидрина пентаэритрита гидроксидом щелочного металла и выделением 3,3-бис(хлорметил)оксетана вакуумной перегонкой, отличающийся тем, что предварительно приготовленную смесь пентаэритрита и N,N-диметилформамида вводят во взаимодействие с тионилхлоридом в две стадии: на первой стадии для получения монохлоргидрина пентаэритрита с 30-35% от расчетного количества тионилхлорида при температуре 60-70°C, а на второй стадии для получения трихлоргидрина пентаэритрита вводят остальное количество тионилхлорида при температуре 100-140°C, а выделение 3,3-бис(хлорметил)оксетана ведут методом экстрагирования органическим растворителем.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют гексан.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к соединению формулы [1] или его фармацевтически приемлемой соли, где R1 и R2 являются одинаковыми или отличаются и каждый из них представляет собой атом водорода, С1-6алкильную группу, С3-8циклоалкильную группу или С1-6алкоксигруппу (С1-6алкильная группа, С1-6алкоксигруппа и С3-8циклоалкильная группа могут быть замещены 1-3 заместителями, которые являются одинаковыми или отличаются и выбраны из "атома галогена, С1-6алкоксигруппы"); R3 представляет собой атом водорода или С1-6алкильную группу; R4 представляет собой атом водорода, С1-6алкильную группу, С3-8циклоалкильную группу(которые могут быть замещены заместителями, которые указаны в формуле изобретения), гетероциклическую группу, выбранную из пиридина; А1 представляет собой двухвалентную арильную группу, двухвалентную гетероциклическую группу, выбранную из пиридила, пиразинила, тиофенила, или С3-8циклоалкиленовую группу (двухвалентная арильная группа может быть замещена 1-4 заместителями, которые являются одинаковыми или отличаются и выбраны из следующей группы заместителей Ra, которые указаны в формуле изобретения); L представляет собой -С≡С-, -С≡С-С≡С-, -С≡С-(CH2)m-O-, СН=СН-, -СН=CH-С≡C-, -С≡С-СН=СН-, -O-, -(СН2)m-O-, -O-(CH2)m-, C1-4алкиленовую группу или связь; m обозначает 1, 2 или 3; А2 представляет собой двухвалентную арильную группу, двухвалентную гетероциклическую группу (приведенную в формуле изобретения), С3-8циклоалкиленовую группу, С3-8циклоалкениленовую группу, С1-4алкиленовую группу или С2-4алкениленовую группу (которые могут быть замещены 1-4 заместителями, которые являются одинаковыми или отличаются и выбраны из группы заместителей Rb, которая приведена в формуле изобретения); W представляет собой R6-X1-, R6-X2-Y1-X1-, R6-X4-Y1-X2-Y3-X3-, Q-X1-Y2-X3- или Q-X1-Y1-X2-Y3-X3-; Y2, Y1, Y3, n, X1, X3, X2, X4, Q, R6, R7, R8 и R9 приведены в формуле изобретения.

Изобретение относится к производным 3-фенилпропионовой кислоты формулы (I), где R1A представляет собой водород, метил, этил, циклопропил или циклобутил, R1B является водородом или метилом, R2A представляет собой водород, метил, трифторметил, этил или н-пропил, R2B является водородом или метилом или R1A и R2A связаны друг с другом и вместе с атомами углерода, с которыми они соединены, образуют циклопропильное кольцо формулы в которой R1B и R2B имеют значения, указанные выше, или R2A и R2B связаны друг с другом и вместе с атомом углерода, с которым они соединены, образуют циклическую группу формулы или в которой n обозначает число 1 или 2, R3 является водородом, фтором или метилом, R4 представляет собой водород, фтор, хлор или цианогруппу, R5A представляет собой метил, R5B является трифторметилом или R5A и R5B связаны друг с другом и вместе с атомом углерода, с которым они соединены, образуют дифторзамещенное циклоалкильное кольцо формулы R6 представляет собой хлор, алкил с 1-4 атомами углерода, алкенил с 2-4 атомами углерода, циклопропил или циклобутил, причем алкил с 1-4 атомами углерода и алкенил с 2-4 атомами углерода могут содержать до трех атомов фтора, циклопропил и циклобутил до двух атомов фтора в качестве заместителей, и R7 представляет собой водород, фтор, хлор, метил или метоксигруппу.

Изобретение относится к способу получения соединения формулы I или его фармацевтически приемлемой соли, простого эфира, сложного эфира, амида, гидрата или сольвата; где каждый R1, R2 и R 3 независимо выбран из группы, состоящей из Н, (C 1-C6)алкила, (C1 -C6)циклоалкила, галогено, циано, CF 3, дифторметокси, трифторметокси, -O(C1 -C6)алкила, -O(C3 -C6)циклоалкила и -NR12 R13; где R4 представляет собой -(CR5R6) mH или -(CR7R8 )n(4-10-членный) ароматический или неароматический гетероцикл, содержащий один или более чем один гетероатом, каждый из которых выбран из О, S и N, где m представляет собой целое число в интервале от 1 до 5, где n представляет собой целое число в интервале от 0 до 5, где указанный 4-10-членный гетероцикл, когда он является ароматическим, возможно замещен 1-3 заместителями R9, и где указанный 4-10-членный гетероцикл, когда он является неароматическим, возможно замещен 1-3 заместителями R10 по любому положению и возможно замещен 1-3 заместителями R11 по любому положению, не являющемуся смежным с гетероатомом или непосредственно присоединенным к гетероатому; где каждый R5, R 6, R7 и R8 независимо выбран из группы, состоящей из Н и (C 1-C6)алкила; где каждый R 9 независимо выбран из Н, (C1-C 6)алкила, (C3-C6 )циклоалкила, галогено, циано, CF3, дифторметокси, трифторметокси, -O(C1-C 6)алкила, -O(C3-C 6)циклоалкила и -NR14R 15; где каждый R10 независимо выбран из Н, (C1-C6)алкила и (C3-C6)циклоалкила; где каждый R11 независимо выбран из галогено, циано, CF3, дифторметокси, трифторметокси, -O(C1-C6)алкила, -O(C3-C6)циклоалкила и -NR16R17; где R 12, R13, R14 , R15, R16 и R 17 независимо выбраны из группы, состоящей из Н, (C 1-C6)алкила и (C3 -C6)циклоалкила; где каждый из вышеупомянутых (C1-C6)алкильного, (C3-C6)циклоалкильного, -O(C1-C6)алкильного и -O(C3-C6)циклоалкильного заместителей, где они есть, может быть возможно независимо замещен заместителями в количестве от одного до трех, независимо выбранными из группы, состоящей из галогено, циано, амино, (C 1-C6)алкиламино, [(C 1-C6)алкил]г-амино, пергалогено(C 1-C6)алкила,пергалогено(C 1-C6)алкокси, (C1 -C6)алкила, (C2-C 6)алкенила, (C2-C 6)алкинила, гидрокси и (C1-C 6)алкокси; включающий взаимодействие соединения формулы II где ВОС представляет собой трет-бутоксикарбонил, и R1, R2, R 3 и R4 являются такими, как определено выше для соединения формулы I, с алкоксидом металла в присутствии воды с получением соединения формулы I.

Изобретение относится к новым производным хинолина и их солям, вышеупомянутые производные и соли обладают исключительно высокими антибактериальными активностями, к способам их получения , а также а антибактериальным агентам, содержащим вышеупомянутые соединения.

© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-02-27 2016-02-29T20:26:25
Наверх