Способ получения лактаммагнийгалогенидов Советский патент 1991 года по МПК C07F3/02 C07D223/10 

Изобретение относится к улучшенному способу получе гия лактаммагнийга- логенидов, которые применяются в качестве катализаторов анионной полимеризации лактамов.

Цель изобретения - увеличение чистоты и выхода целевых продуктов и упрощение процесса их получения.

Пример 1„ В колбу помещают 5,1 г (0,21 моль), порошка tig, 150 мл сухого октана, 1,7 мл 1,2-дибромэта- . на и 24,0 г (0,21 моль) сухого ролактама, после чего реакционную смесь нагревают до 80 С. Постепенно в течение 1 ч прибавляют 28,6 г- (0,31 моль) хлористого бутила, наполовину разбавленного октаном, следя

за газовыделением. После окончания прикапывания реакционную смесь перемешивают еще 3 ч при 80-100°С до окончания газовыделения.. Осадок, представляющий собой ClMgpT(CHz)C03, отфильтровывают в инертной атмосфере, промывают гексаном и сушат в вакууме (1 мм рт.ст.) при 80°С в течение 2 ч, Нолучают 36 г Mg-хлоркапролактама в виде белого порошкообразного продукта. Конверсия мономера лактама составляет 100%.

Найдено, %: С 41, 28; Н 5, 73; N 3,03; Mg 13,94.

C6HwNOMgCl

Вычислено, ,

С 41,91; Н 5,8;

N 0,15; Mg 14,15.

Пример 2.В колбу помещают 5,1 г (0,21 моль) порошка Mg, 150 мл сухого октана и t,7 мл 1,2-дйбром- этана, после чего реакционную смесь назревают до 80°С, Постепенно в.течение 1 ч прибавляют 28,6 г (0,31 моль) хлористого бутила, наполовину разбавленного октаном. После окончания прикапывания реакционную смесь перемеши- вают еще -3 ч при 80-1.00°С, после чего температуру реакции понижают до комнаной и добавляют 24,0 (0,21 моль) сухого Ј-капролактама. Затем реакционную смесь перемешивают при 80-100°С до окончания газовыделения (2ч). Дальнешая обработка реакции аналогична примеру 1 .

Пример 3 (без активации реакции 1,2-дибромэтаном).

В колбу помещают 5,1 г (0,21 моль) порошка Mg, 150 мл сухого октана, 24,0 г (0,21 моль) сухого Ј-капролактама и 10 мл н-BuCl, после чего реакционную смесь нагревают до кипе- ния и перемешивают при этой температуре в течение 1 ч. Начало реакции определяется по помутнению реакционной смеси досле добавления небольшого количества галоидного алкила. После начала р.еакции температуру ре.акцион- ной смеси снижают до 80°С и постепенно добавляют оставшийся галоидный ал- кил. Дальнейший хол реакции аналогичен примеру 1.

Пример 4. В колбу помещают 5,1 г (0,21 моль) порошка Mg, 150 мл сухого октана, 2,6 мл 1,2-дибромэтана и 24,0 г (0,21 моль) сухого 6 -капролактама, после чего реакционную смесь нагревают до 80°С, Постепенно, в течение 1 ч прибавляют 42.3 г (0,31 моль) бромистого бутила, наполовину разбавленного октаном, следя за газовыделением.

Дальнейший ход реакции аналогичен примеру 1, только время реакции сокращено до 3 ч. Получают 43,0 г MgBr Гы(СНг)5СО в виде белого порошкообразного продукта. Конверсия мономера лактама составляет 95%.

Пример 5.В колбу помещают 2,4 г (0,1 моль) порошка Mg, 100 мл октана, 0,9 мл 1,2-диброэтана и 24,0т (0,21 моль) сухого Ј-капролактама.

Реакционную смесь нагревают до 80 С и медленно прибавляют 13,9 г (0,15 моль) хлористого бутила, напо ловину разбавленного октаном, следя

0

5

5

за газовыделением. Дальнейший ход реакции аналогичен примеру 1. Белый порошкообразный осадок (29,7 г), пред- ставляющий собой смесь (CHz)5Co с избытком лактама отфильтровывают в инертной атмосфере, промывают гек- саном и сушат в вакууме (1 мм рт.ст.) при 50 С в течение 2 ч. Конверсия мономера лактама составляет 48% от взятого количества мономера.

Пример 6. В колбу помещают 2,4 г (0,1 моль) порошка llg, 100 мл сухого циклогексана, 0,7 мл 1,2-ди- и 8,5 г (0,1 моль) d -пирро- лидона, после чего температуру реакционной смеси поднимают до кипения и начинают медленно прибавлять 13,9 г (0,15 моль) хлористого бутила, напо-. ловину разбавленного циклогексаном. После окончания прикапывания реакционную смесь кипятят до окончания реакции с ОС-пирролидоном (3 ч). Белый порошкообразный осадок, пред- ставляющий собой tlgClQRcH J COJ отфильтровывают в инертной атмосфере, промывают гексаном и сушат в вакууме (1 мм рт.ст.) при 80°С в течение 2 ч.

Получают 14,2 г C4H6NOMgCl. Конверсия мономера оЈ -пирролидона составляет 100%.

Найдено, %: С 32,95; Н 4,12; N 9,61; Mg 16,68.

C4H6NOMgCl

Вычислено, %: С 33,38; Н 4,17; N 9,74; Mg 16,90.

Пример 7. Методика проведения эксперимента аналогична примеру 1, только реакцию ведут с сухим Сф-додекалактамом, количество которого составляет 41,4 г (0,21 моль). Получают 53,2 г в виде белого порошкообразного продукта. Конверсия мономера СО -додекалактама составляет 100%.

Найдено, %s С 55,14; Н 8,43; N 5,36; Mg 9,31.

С HafcNOMgCl

Вычислено, %: С 56,26; Н 8,60; N 5,47; Mg 9,50.

Пример 8. Способ .аналогичен примеру 1, только реакцию ведут при 70°С. Наблюдается заметное снижение скорости процесса и время реакции увеличивается до 10 ч.

Пример 9. Способ аналогичен примеру 1, только реакцию прово-

51

дят при 140°Со Повышение температуры не влияет на скорость реакции

Пример 10„ Способ аналогичен примеру 3, только реакцию ведут в циклогексане при кипении в течение 4 ч о

Пример 11 о Способ аналогичен примеру 3, только реакцию про- родят в нонане при 130°С до начала реакции, после чего температуру реакции понижают до 80°С и заканчивают в течение 4 ч.

Пример 12. Способ аналогичен примеру 1, только реакцию ведут в гептане при кипении в течение 4 ч.

Пример 13. В колбу помещают 5,1 г (0,21 моль) порошка Mg, 150 мл сухого октана, 24,0 г (0,21 моль) сухого Ј -капролактама и 10 мл н-гептипа бромистого 55,5 г (0,31 моль), после чего реакционную смесь нагревают до кипения и перемешивают при этой температуре до начала реакции. Начало реакции определяется по помутнению реакционной смеси Температуру реакционной смеси снижают до 80°С и постепенно добавляют оставшийся галоидный алкил.

Дальнейший ход реакции аналогичен примеру 1.

Пример 14. Аналогичен примеру 13, только реакцию ведут с использованием 0,31 моль децила хлористого в качестве галоидного ялкила.

Пример 15. В колбу помещают 2,4 г (0,1 моль) порошка MR и 100 мл сухого н-декана, после чего температуру реакционной смеси поднимают до кипения и начинают медленно прибавлять 23,6 г (0,16 моль) бромбензола, наполовину разбавленного н-деканом. После окончания прикапывания бромбензола реакционную смесь кипятят еще 2 ч и температуру реакции понижают до комнатной, добавляют 24,0 г (0,21 моль) сухого Ј -капролактама и греют при 100°С до окончания реакции (3 ч). Белый порошкообразный осадок (33 г), представляющий собой

4

смесь MgBrQUCH -CO c избытком лактама отфильтровывают в инертной атмосфере, промывают гексаном и сушат в вакууме (1 мм рт.ст.) при 50°С в течение 2 ч. Конверсия мономера лактама составляет 48% от взятого количества лактамао

Таким образом, предложенный способ получения лактаммагнийгалогени- дов позволяет увеличить выходы целевых продуктов практически до количественных и избежать образования побочных продуктов при снижении пожароопасности и упрощении всего процесса

На фиг. 1-3 представлены графики, иллюстрирующие способ.

Формула изобретения

1

Способ полученич лактаммагнийгапогенидов общей Формулы

5

5

0

огДСНг)п N}MRX 2

0

где X - С1, Вг;

п 3-10,

взаимодействием галоидного алкила и лактама общей формулы

О СССПг ГШ,

где п имеет указанные значения, с активированным магнием в среде органического растворителя при нагревании, отлич ающийс я тем, что, с целью увеличения чистоты и выхода целевых продуктов и упрощения процесса их получения, в качестве галоидного алкила используют соединение общей формулы

RX, где X имеет указанныа значенияj

R - а в качестве активированного магния

используют магний, обработанный 1,2-дибромэтаном, взятым в количестве 1-2 мае.7-,, причем процесс ведут при 80-130°С в течение 4-6 ч в среде насыщенного углеводорода Cf-Cjo

Примечание, Время реакции определяется окончанием газоввделения, RHt которое заканчивается за 4-6 ч в зависимости от условий опыта

Изобретение относится к элементоорганической химии, в частности к получению лактаммагнингалоненидов формулы OC()nN2 {18 где х С1 Вт; п 3-10, которые применяются в качестве катализаторов анионной полимеризации лактаыов. Цель - увеличение чистоты и выхода целевых продуктов и упрощение процесса их полт.- чения, Получение ведут реакцией соединения RX, где X указано выше, R - С,-С ю и лактама формулы О , где п указано вьгше с магнием, обработанным ,2-дибром- этаном, взятым в количестве 1-2 мас.%, Процесс проводят при 80-130 С Б течение 4-6 ч в среде насыщенного углеводорода . 1 табл. 3 ня. i

W

f,WW

80

Фив.1

4

40

30 20

1

Ю 20 30 W 50 60 70 8O 90 C2/ Off9%

Фиг.г

PH