Способ получения 2-трет-бутил-4-метилфенола Советский патент 1992 года по МПК C07C39/06 

Изобретение относится к химической технологии, а именно к процессу получения 2- трет-бутил-4-метилфенола, который является полупродуктом синтеза высокоэффективного антиоксиданта 2,2-метилен-бис(4-метил-б-бу- тилфенола), известного под названием Агидол-2 и используемого для стабилизации синтетических каучуков, резин, пластмасс, полимерных веществ, пищевых продуктов.

Известен способ получения 2-трет-бу- тмл-4-метилфенола алкилированием rl-кре- зола изобутиленом в присутствии катализатора катионита сильнокислотного типа КУ-2 при следующих условиях: молярное отношение п-крезол-изобутилен 1,1- 1,25, температура 85-95°С. давление 20-25 атм, скорость подачи смеси п-крезола с изобутиленом 0,6-0,8 .

Недостаток этого способа состоит в сложном аппаратурном оформлении процесса из-за необходимости создания давления и отвода тепла.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения 2-трет-бутил-4-метил- фенола по реакции диспропорционирования между n-крезолом и 2,6-ди-трет-бутил-4-метил- фенолом, заключающийся в нагреве п-крезола до 100°С, сульфировании п-крезола серной кислотой при 110-115°С для получения катализатора п-крезолсульфокислоты, добавлении к катал изатору2,6-ди-трет-бутил-4-метил фенола, проведении реакции диспропорционирования при 110-135 С, охлаждении, нейтрализации n-крезолсульфокислоты и промывке продуктов реакции водным раствором Ма2СОз + NaCI, ректификации продуктов реакций. Известg

XI

О

о

ный способ характеризуется следующим примером.

П р и м е р 1 Получение 2-трет-бутил-4- метилфенола по известному способу

Приготопление продуктов реакции

В реактор с мешалкой загружают п-кре- золТУ 6-14-204-78, нагревают его до 100°С, прибавляют серную кислоту ГОСТ 2184-77 в количестве 1,3% на n-крезол и сульфируют n-крезол серной кислотой при 115°С для получения катализатора п-крезолсульфокислоты, добавляют к катализатору и п-крезолу 2,6-ди- трет-бутил-4-метилфенол и проводят реакцию диспропорционирования 4 ч при 110-135°С.

Материальный баланс процесса и состав продуктов реакции приведены в табл. 1

Нейтрализация и промывка продуктов реакции.

Реакция нейтрализации протекает по схеме: ОН

S°3HtNa2C03 СН3

он

- 2

,S03Na

СН3

-ь Н20+С02

Готовят содосолевой раствор, содержащий воды 800 г, соды 15 г, соли NaCI 20 г перемешивают при 80°С. К приготовленному содосолевому раствору прибавляют охлажденные до 40-60°С продукты реакции, нагревают смесь до 85-90°С при перемешивании на протяжении 2 ч, проводят нейтрализацию. Перемешивание прекращают, разделяют водный и органический слои отстаиванием в течение 3-4 ч. Органический слой анализиру- ют на рН водной вытяжки. Если реакция водной вытяжки кислая, продукты реакции снова промывают содосолевым раствором с последующим разделением водного и органического слоя. При удовлетворительных результатах анализа продукты реакции подаются на ректификацию для выделения 2-трет-бутил-4-ме- тилфенола и непрореагировавшего n-крезола. Материальный баланс нейтрализации и промывки продуктов реакции по известному способу приведен в табл.2.

Недостатками атого способа являются большие затраты времени на нейтрализацию и промывку продуктов реакции (5-6 ч), загрязнение окружающей среды большим количеством промывных вод, содержащих алкилфенолы, потери алкилфенолов с промывными водами, необходимость в дорогостоящих очистных сооружениях.

Целью изобретения является упрощение процесса и сокращение количества сточных вод.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения 2-трет-5утил-4- мотилфенола диспропорционированием п- крезола и 2,6-ди-тре1-бутил-4-метилфенола,

заключающемуся в нагреве n-крезола до 100°С, сульфировании п-крезола серной кислотой при 110-115°С для получения катализатора пчфезолсульфокислоты, добавле- нии. к катализатору и п-крезолу

0 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола, проведении реакции диспропорционирования при 110-135°С, охлаждении продуктов реакции, нейтрализации п-крезолсульфокислоты, ректификации продуктов реакции, нейтрализа5 цию п-крезолсульфокислоты проводят легколетучим безводным продуктом основного характера, образующим с ней соединения нейтральные в отношении алкилфенолов, после чего проводят ректификацию продук0 тов реакции Кроме того, в качестве легколетучего безводного продукта основного характера используют этилендиамин,

Известно использование этилендиами- на для получения солей этилендиамина и

5 жирных кислот, используемых в текстильной промышленности, как смягчающие агенты; тартратов, обладающих пьезоэлектрическими свойствами; 2-алкиламидазоли- нов, используемых в качестве фунгицидов;

0 Na-солиэтилендизминтетрауксусной кислоты, применяющейся в аналитической химии; этиленмочевины;этилентиомочевины; солей этилендитиокарбамитовой кислоты, используемых как фунгициды; пиперазина.

5 Пример. Получение 2-трет-бутил-4-ме- тилфенола по предлагаемому способу.

Реакция нейтрализации протекает по схеме:Q

.

0

tNH2CH2CH2MH

СНа

ОН „о

СЬЬ

-О

NHCH2CH2NH

Продукты реакции охлаждают до 80°С и прибавляют к ним этилендиамин (ТУ 6-02- 622-86). Смесь перемешивают в течение 1 ч при той же температуре. Затем продукты реакции направляют на ректификацию.

В табл 3 приведен материальный баланс нейтрализации продуктов реакции по предлагаемому способу. Если количество продуктов реакции принять за 100%, то расход этилендиамина на нейтрализацию их

составит0,4%. Затраты времени на нейтрализацию продуктов реакции по предлагаемому способу 1, по известному способу - 5-6 ч. Нейтрализованные продукты реакции направляют на ректификацию, минуя стадию промывки.

Материальный баланс ректификации продуктов реакции, нейтрализованных по предлагаемому способу, приведен л табл,4. Ректификацию проводят на установке четкой ректификации под вакуумом.

Как видно из табл.4, потерь алкилфено- лов при ректификации нет; 2-трет-бутил-4-ме- тилфёнол, а также п-крезол не содержат этилендиамина, о чем судят по определению аминного азота, Следовательно, продукты нейтрализации п-крезолсульфокислоты этилендиамином не влияют на выход й качёетвЬ и 2-трет-бутил-4-метилфенола и п-крезола, при ректификации продуктов реакции.

Вместе с тем продукты нейтрализации п-крезолсульфокислоты этилендиаминрм устойчивы при максимально возможной температуре процесса 230°С (куб ректификационной колонны), а также продукты нейтрализации п-крезолсульфокислоты этилендиамином не мешают использованию кубового остатка от ректификации продуктов редакции при их дальнейшем использовании. Агидол, синтезированный из 2-трет-бутил-4-метилфенола, получение- го по предлагаемому способу, удовлетворяет требованиям технических условий.

Таким образом, предлагаемый способ получения 2-трет-бутил-4-метилфенол9 позволяет сократить продолжительность про-

цесса, исключить загрязнение окружающей среды промывными водами, исключить потери элкилфенолов с промывными водами, удешевить способ без снижения качества и выхода 2-трет-бутил-4-метилфенола, п-крезола и кубового остатка от ректификации продуктов реакции.

Формула из обретения Способ получения 2-трет-6у.тил-4-мв- тилфенола реакцией диспррпорциониров - ния 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола и пара-крезола с использованием в качестве катализатора пара-крезолсульфокислоты, полученной предварительно путем нагревания при 110-115°С паракрезолас 1,3 мас.% серной кислоты от массы крезола, при. последующе добавлении в реакционную зону двукратногф избытка 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола о| массы крезола и проведении реакции при 110- 135°С с охлаждением продуктов реакции, нейг трализацией пара-крезолсульфокислотц основанием и выделением конечного продукт перегонкой, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и сокращения количества сточных вод, в качестве основания используют этилендиамин При массовом отношении пара-крезолсульфокислота: этилендиамин равном 1 :(0,5-1,5) и нейтрализацию ведут

При80°С. ;. : .I. .

:;-Л, ..,...Т а б л и: ц а :1

Использование: алкилфенолы как полупродукты в синтезе антиоксиданта Агидол- 2 для стабилизации каучуков, полимеров. Сущность изобретения: получение 2-трет-бу- тил-4-метилфенола диспропорционировани- ем 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола и пара-крезола. В качестве катализатора используют лара-крез Ьлсульфокислоту, которую предварительно получают в зоне реакции нагреванием при 110-115°С пара-крезола с 1,3 % серной кислоты от массы крезола. Затем прибавляют двукратный избыток 2,б-ди-трет- бутил-4-метилфенола от массы крезола, проводят реакцию при 110-135°С. Реакционную массу охлаждают до 80°С и нейтрализуют па- ра-крезолсул ьфокислоту этилендиамином, взятым в количестве 0,5-1,5 мас.ч. на 1 мас.ч. кислоты и перегоняют. В результате сокращается количество сточных вод. 4 табл. & Ё

№териальный баланс взаимодействия n-крезола и 2,6-ди-трет-6утил-г1-метил йенола . .. при 135°С .-..,фенол.. .;.

Серная кислота. 6,0 О,4

Всего

1(06,0 100,0

.б-Ди-трет-бутмл- -мб- Э,ЭЮ,6

, тилфёнол. ;;

i-БутиленЧдимеры i-6y 53,23f8

... тилена-. - - -- .Побочные продукты ........,.,.Г81,

п-Крезолсульфокислота ; ; -11,50,8

..... ;.... ЙОб,)100,0

17547028

Таблица Нейтрализация и промывка продуктов реакции по известному способу

кции, в

ульфокис

раствор,

1406,0 ,5

100,0

о

59,4 56,9 1,1 1,

Всего

2241,0 ISS. t

Нейтрализация продуктов реакции по предлагаемому способу

башне ректификации продукте реакции, нейтрялиюцнних по предлагаемому способу

йтрализованные одукты реакции 1352,5

омывная вода,

м числе:888,5

Вода

На-соль п-крезолсульфокислоы

ВагС03

NaCl

Продукты реакции

Потери

12,8 11.8

20,0

1(2,0

1,9

2241,0

96,2 63,2

0,9 0,8

М

3,0

0,1 159,3

Оелочная

«,7

ТаблицаЗ

Таблиц )