Способ получения стиролхлоргидрина Советский патент 1981 года по МПК C07C29/66 C07C33/46 

1

Изобретение относится к области органической химии, конкретно к усовершенствованному способу получения стиролхлоргидрина, который находит широкое применение в органическом синтезе и в медицинской промышленности как полупродукт для получения антибиотиков левомицитина и синтомицина.

Известен ряд способов получения стиролхлоргидрина.

Один из известных способов заключается в том, что через водную эмульсию стирола в присутствии бикарбоната натрия пропускают газообразный хлор. В результате реакции образуется около 50л стиролхлоргидрина и 50% дихлорнда стирола illСогласно второму способу процесс взаимодействия хлора и стирола идет в водно-ацетоновом растворе в присутствии бикарбоната натрия при мольном соотношении стирола, бикарбоната натрия и хлора 1,25:0,5:1 и при объемном соотношении ацетона и воды 4: 1. После 4-часового перемешивания реакционная масса расслаивается на два слоя. Из органического слоя после отгонки ацетона получают целевой продукт. Выход 73% |2.

Недостатками обоих известных способов являются низкий выход целевого продукта и необходимость работы с газообразным хлором.

Известен также способ получения стиролхлоргидрина электрохимическим путем.

В этом случае водный раствор хлорида

ш,елочного металла, содержаш.ий стирол,

подвергают электролизу при интенсивном

перемешивании и значении рН 3-7 .

К недостаткам данного способа относятся низкий выход целевого продукта, сложность технологии процесса и его периодичность.

Ближайшим к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ получе НИИ стиролхлоргидриднна путем взаимодействия водной эмульсии стирола с гипохлоритом кальция с содержанием активного хлора 40-60 г/л при рН 3-5 в присутствии азотной кислоты при окислительно-восстановительном потенциале 800- 900 мВ (4.

Сунщость известного способа заключается в следуюшем. Готовят водный раствор гипохлорита кальция с содержанием активного хлора 40-60 г/л. В реактор, представляющий собой емкость с мешалкой, заливают расчетное количество воды и стирола. К образовавшейся эмульсии

стирола в течение 4-6 ч при рН 3-5 одiiop,|ioMCi(iin приливают раствор гипохлоритл с содержанием активного хлора 50 г/л U 30%-Hbni раствор азотной кислоты. В течение всего времени протекания реакция поддерживают окислительно-восстановител ный потенциал в интервале 800- 900 мВ. По окончании реакиии при 110- 120 мВ реакционную массу расслаивают в течение 2 ч. Слои разделяют на водносолевой и органический, который поело азеотропиой осушки дихлорэтаном используют в последуюии х стадиях производства левом1иигтина.

В данном способе взаимодействие стирола с хлор1говатпстой кислотой проводя в реакннонной .смеси в момент ее выделення из 1ииохлорита щелочного металла действием на него минеральной кислоты.

(лчцественными иедостатками нрототииа являются большая продолжительность взаимодействия исходных реагентов (до 6 ч), периодичность нроцесса и невысокий выход целевого продукта (до 83 вес. %).

Вследствие высокой реакционной способности стирола необходимо пметь в реакционной смеси весьма слабый раство) хлорноватистой кислоты. При рП 3-5 и окислительно-восстановительном потенциале 800-900 мВ концентрация хлорноватистой кислоты иа протяжении всего периода протекания реакции составляет 0,01-0,1 г/л. С этой иелью применяют высококачественный дорогостояи1,ий гипохлорит кальция, который, не участвуя в реакции, позволяет поддерживать в реакционной массе сколь угодно малую концентрацию хлорноватистой кислоты путем осторожиого прикапывания минеральной кислоты. Поэтому для создания оптимальных условий взапмодействия реагентов необходима иериодичность и длительность процесса.

Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта и упрощение технологпн процесса за счет сокращения продолжительности, замены дорогостоящих гинохлорита кальция и азотной кислоты дещевыми хлором и щелочными агентами, а также проведения процесса в непрерывном режиме.

Поставлениая цель достигается способом получения стиролхлоргидрина нутем взаимодействия водиой эмульсии стирола с водным раствором хлорноватистой кислоты, отличительной особенностью которого является то, что процесс ведут в реакторе ннтенснвного перемешивания с рециркуляцией реакиионной массы в раствор хлорноватистой кислоты при соотнощенни 1 : 10-22 н диспергированием стирола в рециркулируюгцей реакционной массе до размера частиц 1 -100 мкм.

Сиособ осуп,ествляют следующим образом.

Па взаимодействие со стиролом одноиремеино иодают водный раствор с содер/каиие.м 30 г/л хлориоватистой кислоты, получаемой хлорированием щелочного агента. Одновременно в реактор подают циркулируюи1;ую реакииоиную массу, в которой диспергируют стирол до раз.мера частиц I -100 мкм. Хороию диспергированный стирол иочти мгновенно вступает в реакцию с хлорноватистой кислотой. Получению топкой эмульсии стирола способствует разбавлеиие раствора хлорноватистой кислоты циркулируюп1ей реакцпонной массой в 10-22 раза, разбавлеипе ниже этого предела приводит к попижению выхода целевого продукта, большее )азбавленис не оказывает влияния на селективиость нроцесса, но увеличивает --Jiiepixx-iaTpaTbi на иерекачку реакционной массы. В качестве реактора используют аппарат с вихревым слоем потока, роторно-пульсационный аппарат или другой аииарат, позволяющий получать тонкую эмульсию стирола в воде. В этих условиях взаимодействие источных реагентов проходит за несколько секунд с выходом нелецого продукта . по стиролу.

Ниже прнведеиы примеры практического осуществлеиия иронесса в опти.мальпых условиях с использованием водно|-о раствора хлорноватистой кислоты, получепиой хлорированием водиого раствора кальцинцрованной соды с содержанием ее 52 г/л.

Прнмер 1. В роторно-нульсацнонный анпарат с объе.мом реакционной зоны 0,1л одновременно подают 1,44 л/ч водно-солевого раствора хлорноватистой кислоты с концентрацией 30,2 г/л при рП 4,5-5,0, стирол 80 г/ч и 30,5 л/ч циркулирующую в системе реакиионпую массу. Пз системы постоянно выводят 1,5 л.ч реакционной массы для выделения из иее известны.ми .методами стирол.хлоргидрииа. В табл. I ириведеи состав реакционной смеси, оиределенный аналитическим и газохроматографическим методами.

Таблица 1

В данном примере объемное соотношение раствора хлорноватистой кислоты и циркулируюихей реакциоииой массы равно 1 : 22, время реакции 11 с. Концентрация хлорноватистой кислоты после ее разбавленпя реакционной массой составляет :Ю г/л: 22 - 1,37 г/л. Величина чаетиц стирола в водной эмульсии 1-100 мкм. Вы.ход стиролхлоргидрина по стиролу 91 вес. %. Пример 2. В условиях, аналогичных условиям примера 1, иа взаимодействие подают 15 л/ч реакционной массы. Соотношение раствора хлорноватистой кислоты п реакционной массы равно 1 : 10, время реакции составляет 23 с. Концентрация хлорноватистой кислоты в реакционной массе составляет 30 : 15 2 (г/л). Выход стиролхлоргидрина по стиролу 85 вес. %. Состав реакционной массы приведен в табл. 2, Таблица 2 Преимущества предложенного способа получения стиролхлоргидрина по сравнению с известным способом заключаются в следующем: процесс переводится с периодического на непрерывный; отпадает необходимость эксплуатации громоздкого а аппаратурном оформлении узла приготовления раствора гипохлорита кальция; дорогостоящие гипохлорит кальция и азотная кислота заменяются хлором и водой, что резко снижает затраты на вспомогательное сырье; повышается выход целевогс продукта па 5-7%. Форм у л а изобретения Способ получения стиролхлоргидрииа путем взаимодействия водной эмульсии стирола с водиым раствором хлорноватистой кислоты, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта и упрощения технологии, процесс ведут в реакторе интенсивного перемешивания с рециркуляцией реакционной массы в раствор хлорноватистой кислоты при соотнощепии 1 : 10-22 и диспергированием стирола в рециркулирующей реакционной массе до размера частиц 1 -100 мкм. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США N° 2582114, кл. 260-348.6, ояублик. 1951. 2.Патент США № 2776982, кл. 260- 348.6, опублик. 1956. 3.Авторское свидетельство СССР № 370197, кл. С 07 С 31/32, 1971. 4.Технологический регламент 7/75 производства 1-паранитрофенил-2-ацетамидофенола. Красноперекопский бромный завод В. О. «Союзиодобром, 1975 (прототип).