ЁРНИЧЕСКАЯ ^^' моноБЙ^ОТЕКЛ Советский патент 1970 года по МПК C07D233/58 

Изобретение относится к способу получения N-винилимидазолов, применяемых в производстве синтетических волокон.

Известен способ получения N-винилимидазолов из ацетилена и имидазолов в среде органического растворителя при 100-180°С и давлении 10-250 атм, предпочтительно 50- 80 атм, с использованием в качестве катализаторов солей или ацетиленидов меди, нанесенных на пористый носитель.

Недостатками этого способа являются: необходимость работы под высоким давлением,что повышает взрывоопасность процесса и усложняет его аппаратурное оформление, а также трудность регенерации катализатора.

Применение в качестве катализатора ацетиленида меди увеличивает взрывоопасность процесса ввиду взрывоопасности самого катализатора.

Предлагаемый способ позволяет устранить указанные недостатки за счет проведения процесса при атмосферном давлении и температуре 200-500 С, предпочтительно 300-350°С, с использованием в качестве катализаторов окиси или гидроокиси щелочных металлов или их солей неорганических или органических кислот, нанесенных на носитель или смешанных с соединениями металлов II-VI групп периодической системы.

Процесс осуществляют следующим образом. Раствор имидазола в полярном, стойком в условиях синтеза, органическом растворителе непрерывно подают в испаритель, где подогревают до температуры кипения. Образовавшиеся пары смешивают с ацетиленом и паро-газовую смесь направляют в реактор, в котором находится катализатор.

Продукты реакции непрерывно выводят из

реакционной зоны, охлаждают, конденсируют и разделяют путем фракционной разгонки. Выход готового продукта колеблется для различных имидазолов в пределах 89-95%, в расчете на прореагировавший имидазол. Катализатор в реакторе может находиться в виде стационарного, кипящего или виброкинящего слоев. Применение подвижного слоя катализатора позволяет отводить тепло реакции и легко регулировать температуру. В качестве носителей могут быть использованы активированная А.2Оз, MgO, СггОз и другие.

Можно также приготовить катализатор путем смешения окисей, гидроокисей щелочных металлов или их солей неорганических и органических кислот с соединениями (например, окисями или нитратами) металлов II-VI групп периодической системы, такими как Mg-, Zu, Al, Th, Bi, Cr, с последующим гранулированием и прокаливанием. Содержание

3-15%. Лучшие результаты получены на катализаторах, приготовленных с использованием в качестве носителя активированной окиси алюминия. Предложенные катализаторы работают длительное время, а в случае зауглероживания легко регенерируются прокаливанием их в токе воздуха при температуре около 500°С.

Таким образом, проведение процесса в газовой фазе при температуре выше 200°С с применением указанных катализаторов создает возможность работать при атмосферном давлении, что уменьшает взрывоопасность процесса и упрош;ает аппаратурное оформление. Кроме того, предложенный способ позволяет легко регенерировать катализатор известным способом.

При мер-1. 40 слгз катализатора, приготовленного осаждением нитрата калия на активированную окись алюминия с размером зерен 0,25-1,0 мм и прокаленного при 450°С, загружают в реактор, который устанавливается на площадке вибратора и присоединяется к испарителю и системе улавливания. Испаритель представляет собой сосуд емкостью 150 см«, заполненный кольцами Рашига. Реактор - полый сосуд, снабженный трубками для подвода реагентов и вывода реакционной смеси. В реакторе и испарителе с помощью злектрообогрева устанавливают температуру 300°С. В среднюю часть испарителя дозировочным насосом подают раствор имидазола (55 вес. %) в N-метилпирролидоне, а в нижнюю-инертный газ, который через 0,5-1 час заменяют ацетиленом. Под действием вибрации катализатор поддерживают в состоянии псевдоожижения. После установления стационарного режима в испарптель в течение 3 час подают 22 г имидазола, 18,1 г N-метилпирролидона и 36,5 л ацетилена. Пройдя через реактор, реакционная смесь поступает в охлаждаемые приемники, в которых высококипящие компоненты конденсируются, а непрореагировавщий ацетилен выводится в атмосферу или возвращается в испаритель. Разгонкой конденсата (46,1 г) выделяют 17,6 г N-метилпирролидона, 21,7 г N-винилимидазола (т. кип. 82-84°С при 10 мм рт. ст.), 5,5 г непрореагировавшего имидазола (т. кип. при 10 мм рт. ст.) li 1,3 г смолы. Съем N-винилимидазола 164 г/.i кат. час, выход 95%.

Пример 2. В испаритель, нагретый до 360°С, подают в течение 4,5 час 57 г 40%-ного раствора бензимидазола в N-метилиирролидоне и 51,7 л ацетилена. Паро-газовую смесь из

испарителя пропускают через 40 с/и.з катализатора, приготовленного осаждением ацетата калия на AljOa и прокаленного при температуре 320°С. Температура в зоне реакции 300°С. Разгонкой реакционной смеси (59,67 г) выделяют 33,2 г N-метилпирролидона, 25,37 г N-винилбензимидазола (т. кип. 144-145°С при И мм рт. ст.) и 1,1 г неперегоняющего остатка. Съем N-винилбензимидазола 141 г/л кат. час; выход 91,5%.

0 Пример 3. В условиях, описанных в примере 2, через 40 слз катализатора пропускают 44,6 г 30%-ного раствора 2-метилбензимидазола в N-метилпирролидона и 44,5 л ацетилена. Получают 45,56 г реакционной смеси, из

5 которой выделяют 30 г N-метилпирролидона, 14,34 г К-винил-2-метилбензимидазола (т. кип. 150°С при 10 .и.м рт. ст.) и 1,2 г смолы. Съем К-винил-2-метилбензимидазола 89 г/л кат. час, выход 89,6%.

Предмет изобретения

1.Способ получения N-винилимидазолов путем взаимодействия ацетилена с имидазолом в среде органического растворителя при нагревании в присутствии катализатора, отличающийся тем, что, с целью упрощ,ения технологического процесса и устранения взрывоопасности последнего, процесс ведут при 200- 500°С с использованием в качестве катализатора окиси или гидроокиси щелочного металла или его соли с неорганической или органической кислотой, нанесенного на носитель или смещанного с соединениями металлов II-VI групп периодической системы.

2.Способ по п. I, отличающийся тем, что процесс ведут при 300-350°С.