Способ получения 4,4,5-триметил-1,3-диоксана

 

(и>925960

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКЬМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сото з Советскик

Социалистические

Реслублии (6l) Доиолнятельиое к авт. свид-ву— (22)Заявлено 24.10.80 (И}2997263/23-04 с ярисоеаииеииете заявки М— (5!)М. Кл.

С 07 0 319/06 тееуааретееееые кеиетет

CCCP ав делан нзееретеекй н етерыткв (23) Приоритет (53) ЙК547.841, . .07(088.8) Опубликовано 01. 05.82. Бктллетеиь М17

Дата оиубликования олисания 09. 05. 82

Е. А. Кантор, А. И. Сыркин, Н. Е. Максимова, Н; А..Романов----";. и Д. Л. Рахманкулов

j

f в .с, f

Уфимский нефтяной институт — --"3 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 4,4,5-ТРИИЕТИЛ-1,3-ДИОКСАНА

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 4,4,5-,-.

-триметил-1,3-диоксана, который может быть использован в качестве растворителей каучуков,а также в качестве промежуточного продукта s органической химии для получения пинаколина и 2,3-диметил-1,3-бутадиена.

Известен способ получения 4,4,5-триметил-1,3-диоксана конденсацией изоамиленовой фракции, полученной при дегидратации изопентана, с .водным раЧтвором Формальдегида в присутствии серной кислоты при 34-46 С или в присутствии катионообменной смолы

КУ"2 при 90 С. При этом выделяют диоксановую фракцию (т.кип.152-158 C), содержащую 803 4,4,5-триметил-1,3«диоксана и 203 4-метил-4-этил"7,3-диоксана 01.

Недостатком этого способа является неудовлетворительная степень чистоты целевого 4,4,5-триметил-1,3-диоксана. Целевой продукт содержит в ка«,честве примеси 4-метил-4-этил-1,3-диоксан в количестве 20т,. Разделить же эти диоксаны ректификацией не удается. Содержание примесей влечет увеличение транспортных расходов, сокращение сроков хранения 4,4,5-триметил-1,3-диоксана, увеличение энергозатрат в процессе получения 2;3-диметил-1,3-бутадиена-мономера для синтетического каучука.

Цель изобретения - повышение селективности процесса и чистоты целевого продукта 4,4,5-триметил-1,3-диоксана.

Эта цель достигается тем, что согласно способу получения 4,4,5-триметил-1,3-диоксана конденсацией изоамиленовой фракции, полученной при дегидратации изопентана, с водным раствором формальдегида при повышенной температуре в присутствии кислотного катализатора с последующим выделением диоксановой фракции, содержащей 4,4,5-триметил-1,3-диоксан и

Пример 2. Аналогично примеру 1, получают 264 г диоксановой фракции. Затем ее нагревают в присутствии серной кислоты до 150 С и выдерживают 8 ч. Получают 210 г

4,4,5-триметил-l 3-диоксана (чистота 99,93).

Пример 3. Аналогично примеру 1 диоксановую фракцию (264 г) нагревают в присутствии серной кислоты до 170 С и выдерживают 7 ч. Полу3 92596

4-метил-4-этил-1,3-диоксан, диокса- новую фракцию подвергают дополнительному нагреванию при 120-170 С в присутствии серной кислоты или катионообменной смолы КУ"2. 5

Чистота целевого 4,4,5-триметил-1,3-диоксана составляет 99,8-99,91 °

Исходная промышленная изоамиленовая фракция имеет следующий состав, вес.3: 1О

Изопентан 3,7

3-Метилбутен-1 0,3 н-Пентан 2.1

Пентен-1 0,6

2-Метилбутен-1 28,8

Пентан-2 7

2-Метилбутен-2 58,7

Изопрен 1,1

Формальдегид используют в виде 36373-нуо водного раствора-формалина (c3„ 1,080).Пример 1. В трехгорлую колбу .снабженную термометром, мешалкой и обратным холодильником, загружают изсамиленовую фракцию (283 г), формалин 25 (600 мл) и 100 r серной кислоты. Содержимое колбы непрерывно перемешивают, при этом температура посте пенно повышается др 40-46 С. Затем водный слой отделяют, органический слой обрабатывают аммиаком для удаления формальдегида и перегоняют, Получают 264 г диоксановой фракции, содержащей 80 4,4,5-триметил- и

20 4-метил-4-этил-1 З-диоксанов.

Смесь (264 r) загружают в круглодонную колбу, снабженную мешалкой, и добавляют 15 мл концентрированной серной кислоты. Содержимое нагревают при перемешивании до 120 С и выдерживают 12 ч. Затем реакционную массу охлаждают, серную кислоту нейтрализуют содой, фильтруют и перегоняют. Получают 206 г 4,4,5-триметил-1,3диоксана, чистота которого по дан45 ным хроматографического анализа, со-. ставляет 99,8Ф.

0 4 чают 208 г 4,4,5-триметил-1,3-диоксана (чистота 99,9x)

Пример 4. Аналогично примеру 1 получают диоксановую фракцию (264 г) нагревают ее до 120 С в присутствии 40 г катионита КУ-2 мг экв КОН (СОЕ 4,95 2 влажность 4,53, и выдерживают 12 ч. Затем реакционную массу отделяют от катионита фильтрованием и перегоняют, Получают 208 г 4,4,5-триметил-1,3-диоксана (чистота 99,84).

Пример 5. Аналогично примеру 4 диоксановую фракцию нагревают в присутствии 30 г катионита КУ-2 до

150 С и выдерживают 10 ч. Получают

210 r 44,,44,5-триметил-1,3-диоксана (чистота 99,83).

Пример 5. Аналогично примеру 4 диоксановую фракцию нагревают в присутствии 30 г катионита КУ-2 до 150 С и выдерживают 10 ч. Получают 210 г 4,4,5-триметил-1,3-диоксана с содержанием основного вещества 99,8i.

Предложенный способ позволяет получать чистый 4,4,5-триметил-1,3-диоксан без примесей других производных 1,3-диоксанов.

4,4,5-Триметил-1,3-диоксан (ТМД) используется в качестве растворителя синтетических каучуков, присутствие 4-метил-4-этил-1,3-диоксана в количестве 203, не оказывая значительного влияния на эксплуатационные свойства ТМД, значительно сокращает приблизительно в 2-3 раза сроки хранения растворителя. 4-Метил-4-этил-1,3-диоксан менее стабилен, менее устойчив к воздействию света., атмосферной влаги и кислот, что обусловливает потемнение и способствует полимеризации растворителя.

4,4,5-Триметил-1,3-диоксан может быть использован для получения 2,3-диметил-1,3-бутадиена или пинаколина. В этом случае присутствие в исходном сырье 4-.метил-4-этил-1,3" диоксана, который не превращается в .целевой продукт, приводит к непроизводительным затратам при эксплуатации оборудования, перекачке и перевозке сырья и т.д. Кроме того, присутствие в исходном сырье 4-метил-4-этил-1,3-диоксана усложняет получаемую реакционную массу, в результате чего возрастают затраты на выделение целевого продукта.

S 925960 d

Формула изобретения шийся тем, что, с целью повышения селективности процесса и чистоты

Способ получения 4,4,5-триметил- целевого продукта, диоксановую фрак-I 3-диоксана конденсацией изоамиле- цяю подвергают нагреванию при 120новой фракции, полученной при де- s 170 С в присутствии серной кислоты гидратации изопентана, с водным ра- или катионообменной смолы КУ-2.

I створом формальдегида при повышенной Источники информации, температуре в присутствии кислотного принятые во внимание flpH экспертизе .катализатора с последующим выделением 1. Сафаров Н. Г. и др. Реакция

:диоксановой Фракции, содержащей 4,4,Яв Принса с изоамиленами в присутствии

-триметил-1,3-диоксан и 4-метил-4- кислотных катализаторов. IIIAX, 1970., "этил-1,3-диоксан, о т л и ч а ю - 18, II 8, с. 1867 (прототип).

Составитель И. Дьяченко

Редактор Л. Веселовская Техред д. дч Корректор0.

Заказ 2879/6 Тиращ 448 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5 е а ее е еееаОЕЕевааа ае

Филиал ППП " Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4