Способ получения дибутилкарбитолформаля


 


Владельцы патента RU 2634902:

Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" (RU)

Настоящее изобретение относится к способу получения дибутилкарбитолформаля, который находит широкое применение в качестве растворителя, пластификатора для резин, компаундов эфиров целлюлозы, поливинилхлорида и других полимерных материалов. Способ заключается в конденсации бутилкарбитола с формальдегидом при нагревании в присутствии кислого катализатора с постоянной отгонкой реакционной воды в виде азеотропа с растворителем и последующей нейтрализацией реакционной массы. При этом в качестве формальдегидного компонента используют триоксан и процесс ведут при мольном соотношении бутилкарбитол : триоксан 1:0,2 в присутствии в качестве катализатора 0,4-1,1% от массы бутилкарбитола 98%-ной серной кислоты. Предлагаемый способ позволяет получить целевой продукт при использовании упрощенной технологии. 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к способу получения формалей, в частности дибутилкарбитолформаля (ДБКФ), который находит широкое применение в качестве растворителя, пластификатора для резин, компаундов эфиров целлюлозы, поливинилхлорида и других полимерных материалов.

Известен способ получения дибутилкарбитолформаля взаимодействием бутилкарбитола с водным раствором 36,4%-ного формальдегида, взятого в двукратном избытке. Реакцию проводят в присутствии кислого катализатора с постоянным отгоном реакционной воды в виде азеотропа с нейтральным растворителем, в качестве которого используют бензол, толуол и т.д. (А.с. №477994 СССР, 1975).

Существенным недостатком известного способа является применение двойного избытка водного раствора формалина и применение большого избытка концентрированной щелочи для связывания избытка формальдегида. Кроме того, на стадии выделения целевого продукта необходимо применение дистилляционных колонн, что значительно усложняет процесс.

Наиболее близкий способ получения ДБКФ основан на взаимодействии бутилкарбитола с 10%-ным избытком параформа, в присутствии в качестве катализатора п-толуолсульфокислоты в количестве, равном 1% от массы бутилкарбитола, с применением толуола в качестве растворителя, образующего с водой при кипении азеотроп. При достижении содержания формальдегида в реакционной смеси 0,5-1% процесс ведут при остаточном давлении 40-53,32 кПа, нейтрализацию проводят 5%-ным раствором щелочи с последующим выделением целевого продукта обработкой реакционной смеси острым паром при температуре 130-145°С и остаточном давлении 5,33-6,67 кПа (А.с. №477994 СССР, 1975), принят авторами за прототип.

К недостаткам данного способа следует отнести использование в качестве исходного компонента нерастворимого в толуоле параформа, использование в синтезе дорогостоящего катализатора п-толуолсульфокислоты, необходимость контроля в процессе синтеза содержания формальдегида, применение для завершения реакции вакуума. Кроме того, пары формальдегида оказывают токсическое воздействие на организм, при этом возникают острые и хронические отравления, конъюнктивиты, дерматиты, экземы.

Технической задачей изобретения является расширение сырьевой базы компонентов для синтеза ДБКФ, упрощение технологического процесса.

Техническая задача решается использованием в синтезе дибутилкарбитолформаля растворимого в толуоле кристаллического тримера формальдегида - триоксана и каталитических количеств серной кислоты. Реакцию ведут в толуоле при мольном соотношении бутилкарбитол : триоксан 1:0,2 в присутствии серной кислоты 0,4-1,1% от массы бутилкарбитола при температуре 110-115°С в течение 3 часов.

По завершении процесса проводят нейтрализацию катализатора 5%-ным водным раствором едкого натра. Количество нейтрализующего агента подают из расчета 8 г 5%-ного раствора на 100 г реакционной массы.

После нейтрализации проводят отгонку толуола и непрореагировавшего бутилкарбитола, затем ведут обработку паром из парообразователя при температуре 135-140°С в течение 2 часов. Подачу пара прекращают и продукт выдерживают при тех же условиях в течение 40 мин под вакуумом. По окончании сушки ДБКФ отделяют на воронке Бюхнера.

Решение технической задачи позволяет получить дибутилкарбитолформаль, удовлетворяющий требованиям ТУ по всем показателям. Преимущество метода заключается:

- в использовании в синтезе в качестве формальдегидной компоненты не ядовитого кристаллического триоксана;

- применение в качестве катализатора доступной серной кислоты;

- исключение из первой стадии технологического процесса стадии вакуумирования;

- для очистки формаля-сырца показана возможность использования пара из парообразователя.

Пример 1

В трехгорлую колбу, снабженную термометром, мешалкой, обратным холодильником и насадкой Дина-Старка, загружают 250 г толуола, 0,9 г 98%-ной серной кислоты, 30 г триоксана и 250 г 98%-ного бутилкарбитола.

Реакционную смесь при перемешивании нагревают до температуры 105-115°С до начала кипения и отгоняют реакционную воду в виде азеотропа с толуолом.

Пары азеотропа конденсируются в холодильнике и стекают в насадку Дина-Старка. Верхний слой, толуол, непрерывно возвращается в реакционную колбу.

Конденсацию проводят при температуре 105-115°С до прекращения выделения реакционной воды в течение 3 часов.

В охлажденную до 40-50°С реакционную массу загружают 5%-ный раствор щелочи (NaOH) из расчета 8 г на 100 г реакционной массы. Нейтрализацию проводят при непрерывном перемешивании в течение 1 часа и температуре 75-80°С, после чего отбирают пробу для определения кислотного числа. Если кислотное число полученного формаля-сырца превышает 0,05 мг КОН/г, нейтрализацию проводят дополнительно свежим 5%-ным раствором NaOH в течение 1 часа. По окончании нейтрализации реакционную смесь охлаждают и переливают из колбы в делительную воронку для расслоения смеси. После расслоения нижний слой сливают, а чистый верхний слой формаля-сырца переливают в колбу для отгонки толуола и непрореагировавшего бутилкарбитола. В формаль-сырец добавляют кальцинированную соду 0,25-0,3% от веса формаля. Толуол и остатки воды отгоняют в вакууме при Рост 101,3 кПа и постепенном подъеме температуры до 120°С. После отгонки толуола и воды вместо капилляра устанавливают барботер, остаточное давление уменьшают до 81 кПа, а температуру повышают до 135-140°С. При этой температуре в колбу через барботер производят подачу пара из парообразователя.

Подачу пара осуществляют не более трех часов. До получения в колбе-приемнике не менее трех объемов конденсата (на 1 объем ДБКФ - три объема конденсата) подачу пара прекращают, продукт выдерживают в течение 40 минут под вакуумом при температуре 135-140°С.

После окончания вакуумирования отбирают пробу ДБКФ для определения температуры вспышки и кислотного числа. При получении удовлетворительных результатов анализа (Твсп≥170°С); кислотное число не более 0,1 мг КОН/г, полученный продукт отделяют от осадка на воронке Бюхнера.

Выход: 207,5 г(83%).

Характеристики ДБКФ (примеры 1-5) приведены в таблице 1.

Пример 2

Синтез ДБКФ проведен по примеру 1, используя в качестве катализатора 1,8 г 98%-ной серной кислоты.

Выход: 210 г (84%)

Пример 3

Синтез ДБКФ проведен по примеру 1, используя в качестве катализатора 2,8 г 98%-ной серной кислоты.

Выход: 210 г (84%)

Пример 4

Проводят синтез по примеру 1, используя в качестве катализатора 98%-ную серную кислоту в количестве 3,7 г.

Выход: 200 г (80%).

Пример 5

Аналогично примеру 1, используют в качестве катализатора 0,5 г 98%-ной серной кислоты.

Выход: 87,5 г (35%).

Тем самым выявлен оптимальный диапазон содержания катализатора в реакционной массе.

Характеристики полученного ДБКФ и результаты испытаний проведены в таблице 1.

Из приведенных в таблице данных следует, что в выбранных условиях синтеза количество катализатора 98%-ной серной кислоты 0,4-1,1% от веса бутилкарбитола является оптимальным. Уменьшение количества катализатора до 0,2% приводит к существенному снижению выхода, увеличение количества серной кислоты до 1,5% не целесообразно, так как выход не повышается.

Способ получения дибутилкарбитолформаля конденсацией бутилкарбитола с формальдегидом при нагревании в присутствии кислого катализатора с постоянной отгонкой реакционной воды в виде азеотропа с растворителем и последующей нейтрализацией реакционной массы, отличающийся тем, что в качестве формальдегидного компонента используют триоксан, процесс ведут при мольном соотношении бутилкарбитол : триоксан 1:0,2 в присутствии в качестве катализатора 0,4-1,1% от массы бутилкарбитола 98%-ной серной кислоты.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения N-арил-О-алкилкарбаматов общей формулы I, где R означает арильные группы, а R1 означает алкильные группы нормального или разветвленного строения с числом атомов углерода от 1 до 4.

Изобретение относится к новой соли N1,N1,N4,N4-тетраметил-2-бутин-1,4-диамина с 2-метокси-3,6-дихлоробензоатом соответствующей структурной формулы (1). Соединение проявляет высокую гербицидную активность, особенно при борьбе с однолетними и многолетними двудольными сорняками, и может найти применение в сельском хозяйстве.

Изобретение относится к способу очистки гликолей от примесей карбонильных соединений и/или их ацеталей путем контактирования неочищенного гликоля с полимерной сульфокатионитной смолой, имеющей кислую форму, и предварительно обработанной амином с общей формулой (1) где R1, R2 могут быть одинаковыми или различными и независимо друг от друга представлять собой водород и/или углеводородные группы с числом атомов углерода от 1 до 6, выбранные из алифатических, циклоалифатических и ароматических групп.

Изобретение относится к способу синтеза соединения формулы I ,где R1-A- представляет собой депротонированный радикал биологической молекулы с направленной доставкой (ВТМ) формулы Ia Технический результат: по сравнению с известными способами, требуется на одну стадию очистки меньше, требуется на один реагент меньше, так как конкретный реагент используется на двух разных стадиях, химический процесс упрощается, стоимость продуктов снижается.

Изобретение относится к соединениям, выбранным из следующего списка: метил-2-(2,6-диметокси-4-(2-метилоктан-2-ил)фенил)-7,7-диметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ен-1-арбоксилат; метил-2-(2,6-диметокси-4-пентилфенил)-7,7-диметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ен-1-карбоксилат; 2-(2,6-диметокси-4-(2-метилоктан-2-ил)фенил)-1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ен; (2-(2,6-диметокси-4-(2-метилоктан-2-ил)фенил)-7,7-диметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ен-1-ил)метанол; (2-(2,6-диметокси-4-пентилфенил)-7,7-диметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ен-1-ил)метанол; 2-(2,6-диметокси-4-(2-метилоктан-2-ил)фенил)-7,7-диметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ен-1-карбоновая кислота; 2-(2,6-диметокси-4-пентилфенил)-7,7-диметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ен-1-карбоновая кислота; 3-(2,6-диметокси-4-(2-метилоктан-2-ил)фенил)-1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гепт-2-ен; 3-(2,6-диметокси-4-пентилфенил)-1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гептан-2-он; 3-(2,6-диметокси-4-(2-метилоктан-2-ил)фенил)-1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гептан-2-он; 3-(2,6-диметокси-4-пентилфенил)-1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гептан-2-ол; и 3-(2,6-диметокси-4-(2-метилоктан-2-ил)фенил)-1,7,7-триметилбицикло [2.2.1]гептан-2-ол, которые связаны со стимуляцией рецепторов СВ2 или на которые благоприятно влияет стимуляция рецепторов СВ2.

Изобретение относится к способу эффективного получения 4,5-диалкокси-2-гидроксибензойной кислоты из недорого исходного материала. Способ получения 2-бром-4,5-диалкоксибензойной кислоты, представленной нижеследующей формулой (2), где каждый из R1 и R2 представляет низшую алкильную группу, включает введение 3,4-диалкоксибензойной кислоты, представленной нижеследующей формулой (1), где R1 и R2 имеют те же значения, что определены выше, в реакцию с бромом в концентрированной соляной кислоте, где реакцию проводят при 10-45°C.

Изобретение относится к гербицидным композициям. Композиция содержит эффективное соотношение модификаций действующих веществ и вспомогательных компонентов в массовой доли на единицу массы диметилалкиламинной соли 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты: неионогенное ПАВ - не менее 0,4, или катионактивное поверхностно-активное вещество, или их смесь - не менее 0,3, диметилалкиламинная соль 2-метокси-3,6-дихлорбензойная кислоты - не более 0,2, 2-этилгексиловый эфир 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты - не более 0,4, органический растворитель - не более 0,1.
Настоящее изобретение относится к применению 1,1-диэтоксиэтана в качестве антидетонационной присадки для увеличения детонационной стойкости низкокипящего бензина с температурой начала кипения от 80°С до 120°С, исследовательское и моторное октановые числа которого составляют не менее 70 единиц.

Изобретение относится к применению соединений О-имино-изомочевины общей формулы (I) и их солей в качестве источника радикалов, в частности в качестве инициаторов полимеризации.

Изобретение относится к способу получения полигуанидина, обладающего высокими биоцидными свойствами. Описан способ получения полигуанидина путем поликонденсации соли гуанидина с диамином в присутствии органической кислоты или смеси органических кислот и в присутствии неорганической соли переходного металла или алюминия, или их смеси при ступенчатом нагревании по режиму: постепенное повышение до температуры 120…130°C и выдержка при этой температуре в течение часа, повышение температуры и выдержка при температуре 150…160°C в течение 3,5…4 часов и повышение температуры и выдержка при температуре 170…180°C в течение 1…1,5 часов.
Изобретение относится к способу получения 2,2'-дихлордиэтилформаля. .

Изобретение относится к процессу производства метилаля, используемого в косметических и технических аэрозолях, в качестве растворителя для красок и лаков, в качестве реагента в фармацевтических синтезах и в производстве ионообменных смол, в качестве составной части клеев, в качестве исходного сырья для синтеза высококонцентрированного формальдегида, изопрена и т.д.

Изобретение относится к способу получения высококонцентрированного метилаля из формальдегида и метанола реакционно-ректификационным методом, включающему предварительное смешение водного раствора формальдегида и метанола, подачу полученной смеси в предреакционную зону, последующую подачу смеси непрореагировавших исходных реагентов, образовавшегося метилаля и воды в ректификационную колонну, имеющую реакционно-ректификационную зону, расположенную выше куба ректификационной колонны, подачу экстрагента в ректификационную зону колонны, расположенную выше реакционно-ректификационной зоны, конденсацию продукта, содержащего более 98 мас.% метилаля, отбираемого сверху колонны, очистку метилаля от содержащихся в нем примесей, характеризующемуся тем, что на предварительное смешение подают метанол в количестве от 95 до 50% от необходимого для осуществления способа, а оставшуюся часть метанола, в количестве от 5 до 50% от необходимого для осуществления способа, подают в ректификационную колонну ниже реакционно-ректификационной зоны и очистку метилаля проводят азеотропной ректификацией с изопентаном, подаваемым в количестве от 15 до 50% в расчете на количество очищаемого метилаля, с выделением в качестве кубового продукта целевого метилаля, а в качестве верхнего продукта смеси изопентана преимущественно с метилалем, метанолом и водой с последующей конденсацией и расслаиванием верхнего продукта на углеводородный и водный слои, возвратом части углеводородного слоя в колонну азеотропной ректификации в качестве флегмы, а оставшейся части углеводородного слоя в питание этой колонны и с возвратом водного слоя в ректификационную колонну ниже реакционно-ректификационной зоны.

Изобретение относится к способу получения ди-( -хлорэтил)формаля, который является основным сырьем при синтезе полисульфидных олигомеров (тиоколов), обладающих способностью к холодной вулканизации с получением уникальных по своим свойствам герметиков.

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к способу получения метилаля, который находит применение в качестве растворителя, высокооктановой добавки, а также реагента в синтезах антиоксидантов.

Изобретение относится к применению формальдегидных реагентов в химических процессах и реакциях, в частности в тех, которые проводят в присутствии воды, или в которых генерируется вода.

Изобретение относится к ацеталям, в частности к получению глицеринацеталя фенилацетальдегида (ГФ), который применяют в качестве душистого вещества. .
Наверх