Способ получения трифторметилбензолов Советский патент 1978 года по МПК C07C17/20 C07C25/14 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИФТОРМКТИЛБЕНЗОЛОВ

I :Изобретение относится к усовершенствованному способу получения трифтор метилбензолов, Kofopne находят применение в качестве полупродуктов в промышленности основного органического синтеза, а также при получении пестицидов . ,. Известен способ получения трифтор метилбензолов путем взаимодействия соответствующих трихлорметилбензолов с трехфтористой сурьмой . Однако этот способ требует большого расхода труднодоступного сырья трехфтористой сурьмы, которая используется в качестве фторирующего агента Известен также способ получения трифторметилбензолов путем взаимодействия соответствующих трихлорметилбен золов с фтористым водородом при температуре и давлении 34 ати в присутствии катализатора-пятихлористо сурьмы, взятой в количестве 1 вес.% в расчете на исходный трихлорметилбензол; процесс ведут при перемешивании механической мешалкой (число Рейнольд са не превышает 10000) в течение 1 ч Моля15ное соотношение трихлорметилбен зола и ф|тористого водорода 1:4,4. Вы ход цглевого продукта 90% 2jНедосзгатком известного способа явяется значительный расход фтористого водорода в расчете на бёнзотрихлорид, что приводит к ув еличению реакционной; зоны и сложности переработки значительных объемов реакционной массы, что в целом усложняет процесс. Кроме того, известный способ требует значительного расхода катализатора - пятихлористой сурьмы. Цель изобретения - сокращение расхода фтористого водорода и упрощение технологии процесса - достигается тем, что взаимодействие соответствующих тфихлорметилбензолов с фтористым водородом ведут при температуре 60-75 О и перемешивании, охарактеризованном, числом Райнольдса 50000-80000, в присутствии 200-700 pprtf пятифтористой сурьмы в- расчете на исходный трихлорметилбензол. Предпочтительно берут 250-600 ррт пятихлористой сурьмы в расчете на трихлорметилбензол, процесс ведут под давлением 35-40 ати, при перемешивании, охарактеризованном числом Рейнольдса 58000-62000, в присутствии треххлористого фосфора, взятого в количестве 1 вес.% в расчете на трихлорметилбензол. Отличительным- признаками предла-гаемого способа являются проведение процесса при температуре 60-75 С и пе ремешивании, охарактеризованном числом Рейнольдса 50000-80000, лучше 580QО-6 2UO0., в ПРИСУТСТВИИ . 200-7Q.Q.. рр обычно 250-600 ppnt пятихлористой сур мы в расчете на исходный трихлорметил бензол, под давлением 35-40 ати, в присутствии 1 вес.%треххлористого фо фора в расчете на трихлорметилбензол. Молярное соотношение трихлорметилбензола и фтористого водорода поддер.жившот близким к стехиометрическому .л 1:3. ., 3ыход целевого продукта б оставляёт 93-98%. Предлагаемым способом могут быть получены бензотрифторид О-, м- или п-хлорбензотрифторид, 2,4- дихлорбензо трифторид, 1,3- или 1, 4-бис-трифтор.метилбензол, 1,2,4-трифторметилбензол Пятихлористую сурьму применяют в количестве 200-700 ррт в расчете на исходный трихлорметилбензол.Большие количества катализатора можно исполь™ зовать, но это приводит к значительному осмолению. Реакцию.можно проводить в автоклаве, снабженном мешалкой. Треххлористый фосфор вводят для удаления незначительного количества воды, что положительно отражается на выходе. После прибавления катализатора и фтористого водорода в стехиометрическом количестве реагенты нагревают до 60-75 С, лучше до 68 72с. При температуре выше 100 С катализатор теряет активность, при температуре ниже он недостигает еще своей полной активности. Давление в .реакторе 20-45 ати, луч ше 35-40 ати. Скорость перемешивания такова, что число Рейнольдса составляе.т 5000080000, предпочтительно 58000-62000. Фтористый водород применяют в сте хиометрических количествах. Можно взять фтористый водород в избытке (1-2%) . Избыток фтористого водорода удаляют при давлении в реакторе избытком хлористого водорода соответственно их парциальному давлению. При дозировкеэти потери должны .быть учтены для достиженияоколичеств.енного превращения. Способ можно осуществлять также п непрерывной схеме. При этом проводят реакцию в первом реакторе до определенной степени превращения, а затем во втором реакторе продолжают реакцию в таких же условиях до полного превращения реагентов. Важным преимуществом предлагаемог cnocoja является малая продолжительность реакции. Максимальное превращение и максимальный выход достигают ся уже в течение 10-15 мин. Обычно взаимодействие проводят в течение,.. 12 мин. Целевой продукт выделяют из реакционной смеси обычным методом и очищают перегонкой. Катализатор регенерируют и вновь используют для npcj ведения реакции. При м.е р 1. в высокопрочный стальной автоклав емкостью 1 л, снабж.нный охлаждаемым рассолом обратным холодильником, вводят Э г (2 моль) свежедистиллированного бензотрихлорида, 250 pput пятихлористой сурьмы и нагревают до . Затем при перемешивании (число Рейнольдса 60000) прибавляют 122 г (6,1 моль) безводного фтористого водорода из охлажденного эвдиометра и давление доводят азотом до 40 ати. Температуру реакционной смеси поддерживают автоматически. Образевавшийся хлористый водород пропускают через холодильники непрерывно подают в скруббер через, регулирующий давление вентиль. Через 12 мин после начала реакции берут пробу продукта, промывают ее водой и высушивают. По данным газовой хроматографии продукт содержит 98 мол.% бензотрифторида и 1,9 мол. % (X, о/ -дифтор- oCf -хлортолуола. В аналогичных условиях, но при перемешивании, охарактеризованном числом Рейнольдса 60000, 80000 и 100000 выход, целевого продукта составляет 98 мол.%, т.е. в указанных пределах скорость перемешивания не влияет на выход целевого продукта. В тех-же условиях при перемешивании, охарактеризованном числом Рей- , нольдса 60000, но при температуре 60, 65, 68, 70, 72 и 75С выход целевого продукта составляет 92, 95, 97, 98, 98 и 96 мол.% соответственно. П.р и м ё р 2. Аналогично примеру 1 из 460 г (2 моль) п-хлорбензотрихлорида и 122 г (6,1 моль) безводног фтористого водорода через 1.2 мин по- лучают п-хлорбензотрифторид с выходом 9 7 мол,%. Примерз. Из 460 г (2 моль) о-хлорбензотрихлорида и 122 г (6,1моль) безводного фтористого водорода в присутствии 500 рр ttt пятихлористой сурьмы при температуре 70с и давлении 40 атм в течение 12 мин получают о-хлорбензотрифторид с выходом 97 мол.%. При использовании 529 г (2 моль) 2,4-дихлорбензотрифлорида в аналогичп. ных условиях получают 2,4-дихлорбензотрифторид с выходом 97,5 мол.%. П р и м е р 4. Проводят реакцию, как в примере 1, но при давлении 20, , 30 и 45 ати. Выход бензотрифторида составляет 96,2, 97,1 и 97,6 мол.% соответственно. П р и м е р 5. При проведении процесса, как в примере 1, но с добавлением в начале реакции 4 г треххлористого фосфора к бензотрихлориду выкод бензотрифторида составляет 98 мол Треххлористый фосфор не оказывает катёшитического влияния, он только связывает воду.

Формула изобретения

2,Способ по П.1, отличающийся тем, что пятихлористую сурму берут в количестве 250-600 ррт в расчете на трихлорметилбензол.

3,Способ по пп. 1 И 2, о т л и чающийся тем, что процесс ве дут под давлением 35-40 ати.

4,Способ по пп.1-4, о т л и чающийс я тем, что процесс проводят в присутствии треххлористого фосфора, взятого в количестве 1 вес.% в расчете на трихлорметилбензол.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

2.Патент США 2654789., кл.260-648.. 06.10.53.