СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ N-(ХЛОРАЛКИЛТИО) ФТАЛИМИДОВ ИЗ СМЕСИ С ХЛОРБЕНЗОЛОМ Российский патент 2008 года по МПК C07D209/48 

Изобретение относится к производству N-тиопроизводных фталимида, которые являются эффективными замедлителями подвулканизации синтетических и натуральных каучуков, а именно к способу выделения N-(хлоралкилтио) фталимидов из реакционной смеси со стадии получения продукта в виде его раствора в хлорбензоле.

Известен способ получения N-тиопроизводных фталимида с последующим их выделением из реакционной смеси(патент ФРГ №2502656, C07D 209/48, опубл. 1975). Реакцию проводят в две стадии. Первоначально хлорируют N,N¹- бисфталимидодисульфид в хлорбензоле и получают хлортио-N-фталимид. В дальнейшем к этому раствору добавляют олефин и получают целевые продукты в виде растворов в хлорбензоле.

Выделение целевого продукта проводят следующим образом: сначала хлорбензольный раствор продукта упаривают до половины объема и затем к полученному концентрату добавляют 2-3 объема легкого бензина или петролейного эфира. Выпадающий в осадок продукт отфильтровывают от смеси растворителей и сушат.

Основным недостатком данного способа является применение смеси двух горючих органических растворителей, что требует дополнительных затрат на их разделение.

Известно, что хлорбензол можно отогнать азеотропно с водой. Явление азеотропной перегонки широко применяется на практике. Им пользуются для абсолютирования растворителей, удаления воды или растворителя из реакционной массы и т.д. [А.Я.Берлин. Техника лабораторной работы в органической химии. - М., Химия, 1973, стр.163]. Частным случаем применения азеотропной перегонки является перегонка в вакууме [см. там же, стр.175].

Основным недостатком азеотропной отгонки хлорбензола с водой в процессе выделения N-тиопроизводных фталимида является его длительность.

Предлагаемое изобретение решает задачу интенсификации процесса вакуумной азеотропной отгонки хлорбензола и снижения энергозатрат.

Указанная задача решается тем, что N-(хлоралкилтио)фталимиды из смеси с хлорбензолом выделяют вакуумной отгонкой в виде азеотропа в присутствии поверхностно-активного вещества (ПАВ), в количестве не более 0,33% к объему добавленной воды.

Авторы изобретения установили, что процесс азеотропной отгонки хлорбензола значительно интенсифицируется при добавлении к воде до 0.33% ПАВ. ПАВ могут быть любого типа - катионоактивными, анионоактивными или неионогенными. Добавка ПАВ уменьшает время азеотропной перегонки хлорбензола на 20-75%.

Выбор концентрации ПАВ обусловлен скоростью отгонки хлорбензола от реакционной массы. При концентрации ПАВ более 0.33% процесс протекает слишком бурно и может привести к выбросу реакционной массы в приемник.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В 120 см³ хлорбензольный раствор, полученный хлорированием 14.24 г (0.04 М) N,N¹-бисфталимидодисульфида с последующим прибавлением эквимолярного количества циклогексена, добавляют 150 см³ воды. В системе создают разрежение (вакуум) и при перемешивании начинают азеотропную отгонку хлорбензола. После отгонки хлорбензола водную суспензию продукта фильтруют, пасту промывают небольшим количеством воды и конечный продукт сушат. Получают 21.8 г N-(2-хлорциклогексилтио)-фталимида с Т.пл. 130-133°С. Выход 92.4%. Результаты опытов при различных остаточном давлении приведены в таблице 1.

Таблица 1
Азеотропная отгонка хлорбензола при различном остаточном давлении№ ппОстаточное давление, атмВремя отгонки хлорбензола, мин10.33020.47030.53540.625

Пример 5. Проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что в реакционную массу добавляют заданное количество ПАВ. Результаты приведены в табл.2.

Таблица 2
Азеотропная отгонка хлорбензола в присутствии ПАВ№
ппНаименование
ПАВКонц. ПАВ
в воде,
%Остаочное
давление,
атмВремя отгонки хлор
бензола,
минСокращение
времени
отгонки,
%5Смачиватель НБ0.170.32516.76-«--0.170.44042.97-«-0.170.52042.98-«-0.170.62020.09-«-0.330.32516.710-«-0.330.43550.011-«-0.170.52057.112-«-0.330.62020.013Алкамон ДС-У0.170.41874.314-«-0.070.42071.415-«--0.070.62020.016-«-0.070.32033.317-«-0.030.42860.018-«--0.070.52528.619-«-0.400.6выброс реакц. массы-20-«-0.330.45521.421ПАВ на основе полифосфатов и алкилсульфатов0.130.45028.622-«-0.260.43550.023ОП-100.330.45521.4

Пример 24. Проводят аналогично примера 5, с тем отличием, что проводят выделение продукта полученного присоединением стирола. Результаты опытов приведены в табл.3.

Таблица 3
Азеотропная отгонка хлорбензола в присутствии ПАВ№ ппНаименование ПАВКонц. ПАВ в воде, %Остаточное давление, атмВремя отгонки хлорбензола, минСокращение времени отгонки, %24--0.470-25Смачиватель НБ0.130.44535.726-«-0.260.44042.827ПАВ на основе полифосфатов и алкилсульфатов0.050.46014.328--«--0.130.45028.629--«--0.260.43550.0

Пример 30. Процесс проводят аналогично примеру 5, но с добавкой к воде 0.4% смачивателя НБ при остаточном давлении 0.4 атм. В ходе процесса реакционная масса вспенилась и частично попала в приемник растворителя. Из-за выброса реакционной массы процесс прекратили.

Примечание: Смачиватель НБ - натрий бутилнафталинсульфонат (C₄H₉C₁₀H₆SO₃Na);

Алкамон ДС-У - алкоксиметилметилдиэтиламмоний метилсульфат формулы: -{[С_nH_2n+1OCH₂N⁺(СН₃)(CH₂CH₃)₂][СН₃SO₄ ^-]}, где n=10-18;

ОП-10 - моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля на основе полимердистиллята формулы: С_nН_2n+1С₆Н₄О(С₂Н₄O)_mН, где n=10-12, n=6-7.

Как видно из данных таблиц 2 и 3, добавление ПАВ при азеотропной перегонке приводит значительному уменьшению времени перегонки. Сокращение времени отгонки хлорбензола с водой при добавление ПАВ в процессе получения N-тиопроизводных фталимида позволяет значительно интенсифицировать данную стадию, снизить энергозатраты на процесс перегонки и на приведение аппаратуры в работу.

Изобретение относится к выделению N-(хлоралкилтио)фталимидов, которые являются эффективными замедлителями подвулканизации синтетических и натуральных каучуков. N-(хлоралкилтио)фталимид выделяют из смеси с хлорбензолом путем отгонки хлорбензола. Отгонку проводят под вакуумом, азеотропно с водой, в присутствии поверхностно-активного вещества в количестве не более 0,33% к объему добавленной воды. Технический результат - интенсификация процесса вакуумной азеотропной отгонки хлорбензола и снижения энергозатрат. 3 табл.

Способ выделения N-(хлоралкилтио) фталимидов из смеси с хлорбензолом путем отгонки хлорбензола, отличающийся тем, что отгонку проводят под вакуумом, азеотропно с водой, в присутствии поверхностно-активного вещества в количестве не более 0,33% к объему добавленной воды.