Способ получения 4-метил-2-трет-бутилфенола Советский патент 1993 года по МПК C07C37/48 B01J31/02 

Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, конкретно к способу получе- ния 4-метил-2-трет-бутилфенола исходного сырья для синтеза 2,2-метилен- бис-(4-метил-6-трет-бутил) фенола. Последний является эффективным антиоксидантом для защиты от термоокисленип парафор- мальдегида, полиолефинов, топлив, смазочных масел, синтетических каучуков, резин, пластмасс и других продуктов.

Целью изобретения является увеличение выхода 4-метил-2-трет-бутилфенола.

Поставленная цель достигается транс- алкилированием паракрезола ионолсм, взятыми в мольном отношении (1,5-2,0):1,0 соответственно в присутствии сульфокис- лотного катионита в Н-форме, модифицированного 0,5-1.0% катионами железа, кобальта или никеля. Реакцию осуществляют в проточном реакторе при атмосферном давлении, температуре 85-100°С и объемной скорости подачи смеси пара-крезола и ионола, равной 0,5-2,0 .

Сульфокислотный катионит в Н-форме модифицированный ионами железа, кобальта или никеля, получают ионным обменом--водными растворами солей соответствующих металлов с промышленным катионитом, выпускаемым Черкасским ПО АЗОТ по ГОСТ 20298-86. Модифицированный катионит отмывают водой до отрицательной реакции на ионы применяемой соли и сушат при температуре 100-110°С

Сущность предлагаемого способа поясняем следующими примерами.

Пример 1. Получение катализаторов.

В плоскодонную колбу емкостью 1 л загружают 50 г водородной формы промышленного катионита (марка КУ) и заливают его 50 мл раствора FeS04 7H20 содержащего 1,0 г и имеющего рН 4,8. Колбу периодически стряхивают и контролируют рН раствора. После установления постоянного значения рН раствора, равного 1.9 Встряхивание прекращают.

В

00

го

4Ь СО 00 4

Твердый контакт отфильтровывают, промывают и сушат при температуре 100- 110°С до постоянного веса. Содержание ионов железа в фильтрате определяют методом титрования 0,01 н. раствором КМпСм. Количество ионов железа, введенного в ка- тионит, определяют по разности содержания ионов железа в исходном растворе и фильтрате. Полученный катализатор содержит 0.5 мас.% железа в расчете на сухой вес катионита. Аналогично модифицируют ионит катионами кобальта и никеля.

Физико-химические характеристики исходного и модифицированных образцов катионита приведены в табл. 1.

Пример 2. Трансалкилирование пара-крезола ионолом.

В проточный реактор загружают катио- нит, модифицированный 0,5% ионами желе- за, и активируют его 6 часов при температуре 105-110°С; пропуская через него пара-крезол с объемной скоростью 1 ч . Затем через слой активированного катализатора при атмосферном давлении, температуре 85°С, пропускают смесь пара-крезола и ионола, взятых в мольном отношении 1,5-1 с обьемной скоростью 1 ч 1.

Продукты реакции собирают в приемник и анализируют методом газо-жидкост- ной хроматографии, используя в качестве твердого носителя хроматон марки AW, a жидкой фазы - силиконовый эластомер SE- 30 в количестве 5% от веса носителя. Компоненты трансалкилата идентифицируют по чистым веществам.

После 10ч непрерывной работы катализатора по данным газо-жидкостной хроматографии трансалкилат содержал (мас.%):

4-метил-2-трет-«бутилфенопв; - 75,6, пара- крезола -17,4, ионола -7,1. Выход целевого продукта составляет 88,0% от теории, а после 400 ч работы - 88,2%.

Целевой продукт выделяли вакуумной

разгонкой трансалкилата на колонке с 30 теоретическими тарелками при остаточном давлении 10 мм рт.ст.

При разделении 180 г трансалкилата,

содержащего 75,6% 4-метил-2-трет-бутил- фенола получено 36,6 г (20,3%) фракции выкипающей до 145°С и содержащей по данным анализа 85,5% пара-крезола и 14,5% 4-метил-2-трет-бутилфенола. Фракция. выкипающая при 145°С, содержала хроматографически чистый целевой продукт, выделена в количестве 128,8 г. Кубовый остаток в количестве 14,6 г (8.1%) по данным анализа содержал 86,3% ионола и

13,7% 4-метил-2-трет-бутилфенола. Выход целевого продукта 94,6%.

Примеры 3-14, Процесс трансалки- лирования и выделение целевого продукта осуществляют по методикам, описанным в

примере 2. Условия, результаты экспериментов и разгонки приведены в табл. 1-2. Формула изобретения Способ получения 4-метил-2-трет-бу- тилфенола трансалкилированием пара-крезола ионолом при повышенной температуре

в присутствии сульфокислотного катионита

в Н+-форме, отличающийся тем, что,

. с целью повышения выхода, используют катионит, содержащий 0,5-1,0 мас.% ионов

железа, кобальта или никеля, и процесс проводят при 85-100°С, молярном отношении пара-крезол : ионол (1,5-2,0): 1 и объемной скорости подачи реакционной смеси 0,5-2,0 .

Таблица 1

физико-химические характеристики исходного и модифицированных ионами металлов образцов катионита; условия и результаты трансалкилирования пара-крезола ионолом

Использование: нефтехимический синтез, 4-метил-2-трэт-бутилфенсл как сырье для производства антиоксидантов при защите химических продуктов от термоокисления. Сущность изобретения, трансалкилирование п-крезола ионолом при 85-100°С. объемной скорости подачи сырья 0,5-2.0 ч , молярном соотношении пара-крезол:ионол (1,5-2)-1. Катализатором служит сульфокатионит в кислой форме, содержащий 0,5-1.0% ионов железа, кобальта или никеля. Выход 88-95%. 2 табл

Суммарный объем пор 0,20 см3/г; уд.поверхность 10,5 м2/г; преобладающий радиус пор А; насыпной вес 0,68 г/см-3; влажность 65%.

Результаты вакуумной разгонки трансалкилатов

целевой продукт хроматографически чистый