Способ получения 2,4-дихлор-2-метилбутана Советский патент 1988 года по МПК C07C19/02 C07C17/18 

САЭ 00 4;

сл

о

Изобретение относится к способу получения 2э4 дихлор-2-метилбутана (ДХМБ) S явл яющегося полупродуктом в синтезе душистых веществ и фармацевтических йрепаратов.

Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта и сокращение продолжительности процесса

В данном способе используют жидкий хлористый водород, который может получаться путем конденсации газообразного хлористого водорода до.начала проведения гидрохлорирования либо конденсироваться из газовой фазы непосредственно - в реакционную смесь. Необходимым условием во всех случаях является проведение процесса строго в условиях существования жидкого хлористого водорода. При этом вьщеление целевого продукта из реакционной массы ведут путем регулируемого испарения избыточного хлористого водорода и в остатке,остается практически чис тый целевой продукТэ которьй можно использовать без дополнительной очистки. Испарившийся хлористый водород можно повторно исЦользовать в синтезе. Потери реагентов практически отсутствуют. Для вьщеления целевого продукта может быть использован и .стандартный метод - промывка водой отделение органического слоя и его осушка. При этом снижается выход целевого продуктНа хлористый-водород теряется в виде абгазной соляной кислоты, появляются кислые сточные воды Изобретение иллюстрируется примерами 1-7 о Сравнительньш пример 8 показывает существенность отличительного признака; связанного с использо ваниец жидкого хлористого водорода, В примере давление, температура и соотношение реагентов находятся в пределах выбранного интервала, однако их совокупность отвечает области условий существования газообразного, а не ЖИДКОГО; как в примерах 1-7,. хлористого водорода. В этих условиях происходит резкое падение выхода целевого продуктас Пример 9 показывает что уменьшение молярного соотношения хлористого водорода к изопрену ниже 3s 1 также приводит к cyщecтвeннo fy падению выхода. Пример 10 показывает что повышение этого соотношения -до более чем 10;1 не приводит к улучшению показателей процесса, а лишь к возрастанию его продолжительности и

0

5

0

0

0

5

поэтому нецелесообразно.. Сравнительный пример 11 показывает, что вьщеление целевого продукта путе.м разогрева реакционной массы со скоростью более : 2 град/мин нецелесообразно. Применение разогрева со скоростью менее 0,5 град/мин возможно, но привело бы к увеличению продолжительности процесса. Проведение процесса при температурах вьш1е потребовало бы использования слишком высоких давлений, создание которых возможно только с применением сложного технологического оборудования. Температуры ниже -110°С использовать нецелесообразно из-за трудности их поддержания . и возможности достижения количественного выхода целевого продукта при нормальном давлении и не столь низких температурах в интервале (-90)- (-110)°С. Использование давлений ниже 1 атм и выше 14,5 атм нецелесообразно, так как потребовало бы усложнения технологии (применения вакуум- ных насосов или мощных компрессоров). Пример 1, В стеклянньй сосуд объемом 25 мл, с.набженный барботе- ром, помещают 6 мл. (4 г, 0,06 М) изопрена. Сосуд охлаждают с использованием охладительной смеси до -90°С и в течение-2 ч пропускают сухой.га- зообразный НС1 со скоростью 36 мл/ч. Хлористый водород полностью конденсируется в реакционном сосуде в виде жидкости, что фиксируется по равномерному повышению уровня жидкости в реакционном сосуде и отсутствию проскока НС1. Общее количество пропущенного НС1 составляет 0,18 М, молярное соотношение реагентов составляет 3:1, Реакционную массу медленно разогревают до комнатной температуры, скорость разогрева в течение первого часа составляет 1 град/мин, затем после достижения температуры. -30°С скорость разогрева понижают до 0,5 град/мин. Общее время разогрева 2 ч 40 мин, проведения процесса в целом 4 ч 40 мин. Получают 7,9 г целевого продукта, строение которого подтверждают методами ИК- и ПМР-спек троскопии. По данным ГЖХ целевой продукт содержит 95% ДХМБ и 5% 1-хлор- З-метилбутена-2 и 3-хлор-З-метилбуте- на-1, Выход ДХМБ составляет 91% от теории,

П р и М е р 2, Процесс проводят аналогично примеру 1, скорость пода313

чи HCl составляет 60 мл/мин, молярное соотношение реагентов 10:1, Разогрев реакционной массы в течение первых 30 мин ведут со скоростью 2 град/мин, затем со скоростью 1 град/мин. Общее .время разогрева составляет 1,5ч, процесса в целом 3,5 ч. Из 2 г изопрена получают 4,1 г целевого продук

та, содержащего 98% ДХМБ и 2% изомерных хлорметилбутенов. Выход целевого продукта 97% от теории, ПримерЗ, Количества и соотношения реагентов используют те же что и в примере 2, однако 12 г НС1 (0,32 М) конденсируют предварительно в жидком состоянии в реакционный сосуд, куда затем по каплям вводят охлажденный изопрен, Вьщеление проводят, как в примере 2, Результаты идентичны, полученньм в примере 2.

. П р и м е р 4. Процесс проводят, как в примере 2, но температуру в ходе пропускания НС1 понижают до-110С

0

5

0

са, включая разогрев, 6 ч. Получают 4,15 г ДХМБ, не содержащего примесей. Выход 100%,

Пример 7, Процесс ведут, как в примере 6, цо температура составляет , давление 14,5 атм. Общее время проведения процесса 6 ч. Выход :ДХМБ 96%,

Пример 8, Процесс проводят, как в примере 2, то температура составляет -60°С, Скорость подачи НС1 составляет 30 мл/мин, молярное соотношение реагентов 6:1, При -60°С и атмосферном давлении НС1 в жидком состоянии не существует. Анализ реакционной массы после завершения процесса показывает, что в ней содержится 39% ДХМБ, 43% 1-хлор-З-метилбуте- на-2 и 1-6% 3-хлор-3 метилбутена-1 ,

Пример 9. Процесс проводят, как в примере 1, но скорость пропускания НС1 составляет 10 мл/ч,-время пропускания 4 ч 50 мин, молярное

Изобретение касается производст- ва галоидуглеводорода, в частности .получения 2,4-дихлор-2-метилбутана - полупродукта для синтеза душистых и активных веществ. Для повышения вы- . хода целевого продукта и сокращения времени процесса гидрохлорирования изопрена НС1 его ведут при (-110)- (-20)°С и давлении 1-14,5 атм, молярном соотношении реагентов 1:3-10, причем НС1 используют в жидком виде. Выделение 2,4-дихлор-2-метилбутана ведут разогреванием реакционной смеси до комнатйой температуры со скоростью 0,5-2 град/мин с выходом 98-100% и чистотой (по ГЖХ и ПМР) 100%. Продолжительность процесса в 5-8 раз ниже известной. с .б

Реакционную массу разогревают до ком-25 соотношение КС1 к изопрену 2:1, Реак

натной температуры с постоянной скоростью 1 град/мин. Общее время процесса составляет 4,5 ч. Получают 4,15 г целевого продукта, представляющего собой по данным ГЖХ и ПНР чистый ДХМБ, Выход 100%,

П р и м е р 5, Процесс проводят, как в примере 2, но молярное соотношение реагентов составляет 6:1, Посл окончания процесса реакционную массу небольшими порциями вливают в охлаж- денный 0,05 М раствор щелочи, промывают водой, сушат прокаленньм хлоридом кальция и анализируют. Общее время проведения процесса 5 ч. Получают 4. г реакционной массы, содержащей 98,7% ДХМБ, Выход 94,5%,

Пример 6, Процесс проводят в специальной толстостенной стеклянной ампуле, вьщерживающей давление до 15-20 атм, 2 г изопрена и, 7,2 г хлористого водорода конденсируют в жидком состоянии из вакуумной установки. Молярное соотношение реагенто в ампуле составляет 6,3:1, Ампулу запаивают и выдерживают 3 ч при , Расчетное давление в ампуле с жидким хлористым водородом составляет 7,5 атм. После окончания реакции ампулу охлаждают до -110 С и вскрьшают. Разогревают реакционную массу 1 ч со скоростью 1 град/мин, затем еще 2 ч со скоростью 0,5 град/ /мин. Общее время проведения процес

0

0

ционную массу обрабатывают после окончания реакции, как в примере 5, Полученная смесь хлорпроизводнык содержит 16% ДХМБ, 69% 1-хлор-3-метш1- бутена-2 и 15% 3-xлop-3- ieтилбyтe- на-1,

Пример 10, Процесс ведут, как в примере 2 но время пропускания НС1 составляет 4ч, молярное соотношение реагентов 20:1, Вьщеление ДХМБ ведут, как в примере 2, общая продолжительность процесса составля- ет 5,5 ч. Получают 4,1 г продукта, представляющего, по данным ГЖХ и ПНР чистый ДХМБ, Выход 98,5% от теории.

Пример 11, Процесс ведут, как в примере 2, но вьщеление целевого продукта ведут путем разогрева реакционной массы -до комнатной температуры с постоянной скоростью 5 град/мин, В процессе разогрева происходит бурное кипение реакционной массы. По окончании разогрева получают 2,7 г ДХМБ, Выход составляет 65%, Низкий выход ДХМБ объясняется большими потерями продукта в результате уноса с газообразным НС1 при быстром вьщелении последнего из реакционной массы.

Экспериментальные примеры показы- 5 вают, что данный способ позволяет повысить выход целевого продукта ДХМБ в сравнении с известным способом, который является одновременно

5

0

и базовым объектом, на 30-40% и сократить продолжительность процесса в 5-8 раз. Дополнительным преимущество данного способа является возможность использования получаемого ДХМБ без дополнительной очистки, так как содержание основного вещества в нем составляет 98-100%,

Формула изобретения

Способ получения 2,4-дихлор-2- метилбутаИа путем гидрохлорирования изопрена хлористым водородом при по

ниженной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и сокращения продолжительности процесса, последний ведут при (-110)-(-20)°е, давлении 1-14,5 атм и молярном соотношении хлористого.водорода и изопрена 3-10:1, причем хлористый водород используют в жидком состоянии, а вьщеление целевого продукта ведут путем разогрева реакционно : массы до комнатной температуры со скоростью 0,5-2 град/мин.