Способ получения хлорбензола илиалкилхлорбензола

 

>819083

Саеа Соеетских

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сециалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.02.79 (21) 2743919/23-04 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень ¹ 13 (45) Дата опубликования описания 07.04.81 (51) М. Кл.

С 07 С 25/02

С 07 С 17/12 таседарстеенный камитет

СССР ие ттелам изобретений и еткрытий (53) УДК 547.539.2.07 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. М. Гусейнов, M. С. Салахов, Ч. А. Чалабием . -.: и Д. К. Абдуллаев.Л

I (71) Заявитель

Институт хлорорганического синтеза

АН Азербайджанской ССР (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРБЕНЗОЛА

ИЛИ АЛКИЛХЛОРБЕНЗОЛА

Изобретение относится к способу получения хлорпроизводных ароматических углеводородов, которые находят широкое применение в различных областях народного хозяйства, как растворители или полупродукты в промышленности основного органического синтеза.

Известен способ получения хлорпроизводных ароматических углеводородов хлорированием ароматических углеводородов свободным хлором в присутствии различных катализаторов (Fe, FeC13, SbC1> и других)

Ш. Недостатком этого способа является применение специального катализатора и расход половины взятого в реакцию хлора на образование побочного продукта — хлористого водорода.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения хлорбензола или алкилхлорбензола жидкофазным окислительным хлорированием бензола или алкилбензола смесью соляной кислоты и перекиси водорода при комнатной температуре (2). По этому способу высокий выход (94,3%) целевого продукта обеспечивается при мольном соотношении ЛгН: НС1:

: Н О2 = 1: 6: 1, т. е. при шестикратном избытке хлористого водорода.

В этом процессе эффективность использования соляной кислоты низкая, так как для получения 1 моля хлорароматического углеводорода берут шестикратный избыток

5 хлорисгого водорода. В результате конверсия взятой соляной кислоты составляет 16% и после реакции концентрация последней снижается лишь до 30%.

Целью изобретения является повышение

10 степени конверсии соляной кислоты и сокращение ее расхода.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения хлорбензола или алкилхлорбензола окислительным хло15 рированием бензола или алкилбензола смесью соляной кислоты и перекиси водорода при комнатной температуре, причем процесс ведут в присутствии концентрированной серной кислоты, при эквимольном соотно20 шении исходных реагентов.

Отличительным признаком способа является проведение процесса в присутствии концентрированной серной кислоты.

При этом конверсия соляной кислоты увеличивается до 81%.

Уменьшение количества хлористого водорода от 6 молей до 1 моля позволяет повысить эффективность процесса, а примене30 ние серной кислоты способствует увеличе819083

HH lo выхода хлор аром атических соединений

16 до 81%.

Отличительнь1м признаком способа является проведение реакции оксихлорировапия при мольном соотношении ArH: НС1:

: Н Оа = 1: 1: 1, в IlpwcvTcTBHH ссрнои кислоты (94%-ной), при которой удается увеличить конверсию соляной кислоты до 81%.

Пример 1. Получение хлорбензола.

В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, при 20 С загружают 19,5 г бензола (0,25 моль), 25 г (0,25 моль) соляной кислоты. В эту смесь по каплям подают 30 г (0,25 моль, скорость подачи 15 rl÷) пергидроля (29%-ный водный раствор), после

30 мин по каплям подают 30 г серной кислоты (0,28 моль). После завершения реакции (продолжительность 7 ч) органическую часть отделяют от водной, промывают, высушивают хлористым кальцием. Получено катализата 22 r, в том числе хлорбензола

9,5 r. Выход хлорбензола 43%.

Пример 2. Получение хлортолуола.

В четырехгорлую колбу, снабженнук> мешалкой, при 20 С загружают 18,4 г (0,2 моль) толуола, 20 г (0,2 моль) соляной кислоты (36%-ный водный раствор). В эту смесь при интенсивном перемешивании по каплям подают 24 r (0,2 моль) пергидроля (скорость подачи 15 г/ч), после 30 мин по каплям подают 30 г серной кислоты (0,28 моль). После завершения реакции (продолжительность 7 ч) органическую часть отделяют от водной, промывают, высушивают хлористым кальцием. Получено катализата 23 г, в том числе хлортолуола

18,6 г. Выход монохлортолуола 81% (о-изомер 63%, п-изомер 37%).

Пример 3. Получение хлорэтилбензола.

В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, при 20 С загружают 21,2 r (0,2 моль) этилбензола, 20 г (0,2 моль) соляной кислоты. В эту смесь при интенсивном перемешивании по каплям подают 24 г (0,2 моль) пергидроля, после 30 мин от начала реакции по каплям подают 30 г серной кислоты (0,28 моль). После завершения реакции (продолжительность 7 ч) органическую часть отделяют от водной, промывают водой и высушивают хлористым кальцием.

Получено катализата 23 г, в том числе хлорэтилбензола 16,6 r. Выход хлорэтилбензола

72% (о-изомер 60%, и-изомер 40%).

Г! р и мер 4. Получение. хлор-о-ксилола.

В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, при 20 С загружают 21,2 г (0,2 моль) о-ксилола, 20 r (0,2 люль)

36%-ной соляной кислоты. В эту смесь при интенсивном перемешивании по каплям подают 24 г (0,2 моль) пергидроля, после

30 мин от начала реакции по каплям подают 30 r серной кислоты (0,28 моль). После завершения реакции (продолжительность

7 ч) органическую часть отделяют от водной, промывают водой и высушивают хлоВыход хлорароматического соединения, вес. %

Хлорароматическое соединение

Хлорбензол

Хлортолуол

Хлорэтилбензол

Хлор-о-ксилол

Хлор-м-ксилол

Хлор-п-ксилол

43

81

72

53

12

28

27

29

60

Таким образом, кислоты позволяет левого продукта до использование серной достигнуть выхода це81%.

4 ристым кальцием. Получено катализата

24 г, в том числе монохлор-о-ксилола 12,7 г.

Выход хлор-о-ксилола 53%; 1,2-диметил-3-хлорбензол 48%. 1,2-диметил-4-хлорбензол

52%, дихлор-о-ксилол 4,8 г (27,4%).

Г1 р и м е р 5. Получение хлор-ая-ксилола.

В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, при 20 С загружают 21,2 г (0,2 моль) м-ксилола, 20 г (0,2 моль)

36%-ной соляной кислоты. В эту смесь при интенсивном перемешивании по каплям подают 24 г (0,2 моль) пергидроля, после

30 мин от начала реакции по каплям подают

30 г серной кислоты (0,28 моль). После завершения реакции (продолжительность

7 ч) органическую часть отделяют от водной, промывают водой и высушивают хлористым кальцием. Получено катализата

24 г, в том числе хлор-я-ксилола 14,4 г. Выход хлор-м-ксилола 60%; 1,3-диметил-2-хлорбензол 70%, 1,3-диметил-4-хлорбензол 93%.

Пример 6. Получение хлор-п-ксилола.

Б четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, при 20 С загру>кают 21,2 г (О 2 моль) п-ксилола, 20 г (О 2 моль)

36%-ной соляной кислоты. В эту смесь при интенсивном перемешивании по каплям подают 24 r (0,2 моль) пергидроля, после

30 мин от начала реакции по каплям подают 30 г серной кислоты (0,28 моль). После завершения реакции (продол>кительность

7 ч) органическую часть отделяют от водной, промывают водой и высушивают хлористым кальцием. Получено катализата

24,6 г, в том числе хлор-и-ксилола 12,3 г.

Выход хлор-и-ксилола 50%, хлор в и-ксилоле занимает о-положение, получают только один изомер, дихлор-и-ксилол 4,9 г (28%).

Следует отметить, что выход хлорароматических соединений зависит от количества применяемой для реакции серной кислоты.

В таблице приводятся выходы хлорароматических соединений в присутствии серной кислоты и без нее (ArH: НС1: Н Оа ——

Составитель Н. Гозалова

Редактор Е. Хорина Техред И. Заболотнова Корректоры: Jl. Слепая и P. Беркович

Заказ 2395

Изд. № 278 Тираж 448

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Загорская гппография Упрполиграфиздата Мособлисполкома

81

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет снизить количество используемой в процессе соляной кислоты от 6 до 1 моля; увеличить конверсию соляной кислоты; достигнуть 81% выхода целевого продукта при эквимолярном соотношении реагентов; предотвратить выделение газа HCI в процессе оксихлорирования; снизить концентрацию отработанной соляной кислоты от 30 до 3%.

Формула изобретения

Способ получения хлорбензола или алкилхлорбензола окислительным хлорированием бензола или алкилбензола смесь|о

6 соляной кислоты и перекиси водорода прн комнатной температуре, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода соляной кислоты и повышения степени ее конверсии, процесс ведут в присутствии концентрированной серной кислоты при эквимольном соотношении исходных реагентов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1О 1. Ворожцов Н. Н. Основы синтеза органических продуктов и красителей, 1955, с. 182.

2. Лвторское свидетельство СССР

¹ 386891, кл. С 07 С 25/04, 1973 (прото15 тип) .