Способ получения дифенилметана

Способ получения дифенилметана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается ароматических углеводородов, в частности способа получения дифенилметана, применяемого для получения бензофенона, красителей, в парфюмерии и лакокрасочной промышленности. Цель - повышение выхода дифенилметана и упрош,ение процесса. Последний ведут обработкой отхода производства бензилового спирта, состояш,его из смеси дибензилового эфира и бензилового спирта, бензолом в присутствии каталитической системы, содержащей 85-95%-ную H2SO4 и концентрированную уксусную кислоту или уксусный ангидрид (их молярное соотношение 1: (0,3- -0,5)) при кипячении и интенсивном перемешивании (1 ч 15 мин). После отделения органического слоя в него вводят 0,8-1,5% от общей массы карбоната щелочного металла и отгонкой выделяют целевой продукт. Способ позволяет увеличить выход дифенилметана с 78 до 98% и упростить процесс за счет исключения нескольких стадий и необходимости использования сложной аппаратуры . ё (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1511 4 С 07 С 15/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ l4 ОТКРЫТИЙ (21) 4100460/23-04 (22) 30.07.86 (46) 23.09.88. Бюл. № 35 (71) Армянский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института химических реактивов и особо чистых химических веществ (72) Г. М. Шахназарян, Ш. А. Сагателян, Г. Г. Нерсисян и М. Г. Асланян (53) 547.631.2 (088.8) (56) Патент США № 4049733, кл. 260-668, 1977. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИФЕНИЛМЕТАНА (57) Изобретение касается ароматических углеводородов, в частности способа получения дифенилметана, применяемого для получения бензофенона, красителей, в парфюмерии и лакокрасочной промышленности.

ÄÄSUÄÄ 1425184 А1

Цель — повышение выхода дифенилметана и упрощение процесса. Последний ведут обработкой отхода производства бензилового спирта, состоящего из смеси дибензилового эфира и бензилового спирта. бензолом в присутствии каталитической системы, содержащей 85 — 95%-ную H>SO4 и концентрированную уксусную кислоту или уксусный ангидрид (их молярное соотношение 1: (0,3— — 0,5)) при кипячении и интенсивном перемешивании (! ч 15 мин). После отделения органического слоя в него вводят 0,8 — 1,5% от общей массы карбоната щелочного металла и отгонкой выделяют целевой продукт.

Способ позволяет увеличить выход дифенилметана с 78 до 98% и упростить процесс за счет исключения нескольких стадий и необходимости использования сложной an- щ паратуры.

1425184

Изобретение относится к органической химии, а именно к способу получения дифенилметана, применяемого в органическом синтезе для получения бензофснона, красителей, в парфюмерии для отдушки мыла, а также как растворитель в лакокрасочной промышленности.

Цель изобретения — повышение выхода дифенилметана и упрощение технологии процесса.

Пример 1. В трехгорлую колбу емкостью 1 л, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и капельной во ронкой, помещают 430 мл (371 г, 4,6 моль) бензола, 44 мл (80,5 г, 0,76 Molb) 93%-ной ! (d=1 83) серной кислоты и 16 г (16 мл, 0,26 моль) уксусной кислоты. При кипении .и интенсивном перемешивании прикапывают . в течение часа 120 г (115 мл) смеси, состоящей из 81,2О (0,5 моль) дибензилового эфира и 18,8О (0,2 моль) бензилового спирта (отход). В этих условиях перемешивают еще 15 мин и отделяют нижний серно-кислот ный слой (88 мл, 108 г) от верхнего органи ческого слоя (530 мл), к последнему добавляют 8 г (0,07 моль) соды, т. е. 1,3% от общей массы, и после отгонки бензола (-330 мл) перегоняют дифенил метан и ри

255 — 257 С/680 мм рт. ст. Выход 162,4 г (98,2Я), считая на дибензиловый эфир.

К остатку колбы добавляют 50 мл отогнанного бензола, взбалтывают, отфильтровь:— вают, из фильтрата после удаления бензола перегоняют при 184 — 190 С/4 мм рт. ст. 22,2 r смеси веществ, состоящей из о- и идибензилбензола (1:3 по ГЖХ). Серно-кис,лотный слой (108 г) выливают в 200 мл

;воды, отделяют верхний слой, сушат и перегоняют дополнительно 6 — 8 г дифенилметана. 35

Селективность -97o

Пример 2. Процесс проводят аналогично ,примеру 1, с той разницей, что используют

85Я-ную серную кислоту, соотношение дибензиловый эфир: уксусная кислота равно

1:0,3, т. е. берут 9,2 г (0,15 моль) уксусной кислоты, а также 0,8% карбоната калия от общей массы, т. е. 5 г (0,036 моль) . Получают 162,0 г (98,0%) дифенилметана. Селективность -97О .

Пример 8. (сравнительный) . Процесс 45 проводят аналогично примеру 1, с той ра-:— ницей, что используют 80@,-ную серную кислоту, соотношение дибензиловый эфир: уксусный ангидрид равно 1:0,3, а количество карбоната натрия 1,5Я от общей массы реакционной смеси, т. е. берут 15 г (0,15 моль) 50 уксусного ангидрида, 9,2 г (0,066 моль) карбоната натрия. Получают 145,2 г (87,80%) дифенилметана. Селективность -86%, Пример 4 (сравнительный). Процес= проводят аналогично примеру 1, с той разницей, что используют 98%-ную сернукэ кислоту, а количество карбоната натрия

1,5Я от общей массы, т. е. берут 9 2 г (0,086 моль) карбоната натрия. Получают

146,6 г (88,7О) дифенилметана. Селективность -87О.

Пример 5 (сравнительный). Процесс проводят аналогично примеру 1, с той разницей, что используют 85Я-ную серную кислоту, соотношение дибензиловый эфир: уксусная кислота равно 1:1, а количество карбоната натрия 1,0О от общей массы, т. е. берут 30 r (0,5 моль) уксусной кислоты и 6,1 г карбоната натрия. Получают 150,5 г (91Я) дифенилметана. Селективность -90ОО.

Пример б (сравнительный). Процесс проводят аналогично примеру 1, с той разницей; что соотношение дибензиловый эфир: уксусный ангидрид равно 1:0,1, т. е. берут 5 г (0,05 моль) уксусного ангидрида. Получают

148,2 г (89,6%) дифенилметана. Селективность 89О.

Пример 7 (сравнительный). Процесс проводят аналогично примеру 1, с той разницей, что используют 85Я-ную серную кислоту, количество карбоната натрия 0,5g> от общей массы, т. е. берут 3,05 г (0,03 моль) карбоната натрия. Получают 153,0 r (92,5 б ) дифенилметана. Селективность 92О.

Пример 8 (сравнительный). Процесс проводят аналогично примеру 1, с той разницей, что используют 95Я-ную серную кислоту, соотношение дибензиловый эфир: уксусный ангидрид равно 1:0,3, количество карбоната калия 2,0Я от общей массы, т. е. берут 15 г (0,15 моль) уксусного ангидрида, 6,1 г (0,044 моль) карбоната калия. Получают

162 r (98,0Я) дифенилметана. Селективность -97Я.

Пример 9 (сравнительный). Процесс проводят аналогично примеру 1, с той разницей, что органический слой после разделения перегоняют без карбоната щелочного металла. Получают 116,0 г (70%) дифенилметана.

Селективность -70Я.

Пример 10 (сравнительный) . Процесс проводят аналогично примеру 1, с той разницей, что в каталитической системе не используется уксусная кислота или уксусный ангидрид. Получают 139 г (84О) дифенилметана. Селективность -80%.

Во всех примерах, кроме примера 3 (конверсия 90Я), конверсия дибензилового эфира составляет 100% (реакция контролируется по расходу дибензилового эфира и считается законченной при его отсутствии в реакционной смеси по ГЖХ).

Пример 11. Процесс проводят аналогично примеру 1, с той разницей, что вместо отхода используют 99 г (0,5 моль) дибензилового эфира и получают 161,8 r (96,3Я от теории) дифенилметана.

Пример 12. Процесс проводят аналогично примеру 1, с той разницей, что используют

150 мл (2,5 моль) уксусной кислоты и получают 42 г (28%) бензилацетата и 105 г (63,8Я) дифенилметана.

Полный баланс для примеров 1 в 10 следующийй.

1425184

Пример

371

162,4

287

80,5

108

22,2

7,9

587,5

587,5

162

285

23,1

10,5

371

580,6

80,5

9,2

580,7

145,2

285

371

80,5

113

15 ангидрид

586,5

42,8

586,0

146,6

286

371

80,5

116

23,3

15,3

587,5

587,2

150,5

290

371

128

14,8

9,7

601

601

Исходные вещества, r

Отход

Бензол

937.-ная серная кислота

Уксусная кислота

Отход

Бензол

85Х-ная серная кислота

Уксусная кислота

Отход

Бензол

807.-ная серная кислота

Уксусный

Отход

Бензол

987.-ная серная кислота

Уксусная кислота,Отход

Бензол

85Х-íàÿ серная кислота

Уксусная кислота

Конечные продукты, г

Дифенилметан

Бензол

Серная + уксусная кислоты + вода

Дибензилбензол

Смола

Дифенилметан

Бензол

Серная + уксусная кислоты

Дибензилсензол

Смола

Дифенилметан

Бензол

Серная + уксусная кислоты

Остаток, содержащий дибензиловый эфир (по ТСХ) Дифенилметан

Бензол

Серная + уксусная кислоты (содержащие дифенилметан)

Дибензилбензол

Смола

Дифенилметан

Бензол

Серно-кислотный слой

Бензилацетат

Дибензилбензол

Смола

1425184

Конечные продукты, г

148,2

288

371

Дифенилметан

Бензол

Серно-кислотный слой

Дибензилбензол

Смола

Отход

Бензол

93Е-ная серная кислота

Уксусный ангидрид

106

80,5

20,3

13,8

576,3

576,5

153

93

371

Дифенилметан

Бензол

Серная кислота

Дибензилбензол

Остаток

Отход

Бензол

852-ная серная кислота

80,5

571,5

571

162

288

371

Дифенилметан

Бензол

Серно-кислотный слой

Дибензилбензол

Смола

Отход

Бензол

957-ная серная

105

24,3

6,7

80 кислота

Уксусный ангидрид

15,0

586,0

586

116

280

371

Отход

Бензол

937.-ная серная

80,5

16 кислота

Уксусная кислота

108

26

587,5

587

139

293

371

Дифенилметан

Бензол

Слой серной кислоты

Дибензилбензол

Остаток

Отход

Бензол

93Х-ная серная кислота

80,5

92

36

11,3

571,5

Пример Исходные вещества, r

Отдельными опытами показано, что бензиловый спирт в этих условиях также образует дифенилметан, однако выход не превышает 15 — 20%, основная часть бензилового спирта превращается в дибензилбензолы и смолообразные продукты. Исходя из этих данных можно предположить, что из 21,6 г бензилового эфира (содержание в 120 г отхода) образуется 7 — 8 г дифенилметана (почти столько же, сколько в серно-кислотном слое). Дибензиловый эфир в этих условия х превращается в дифенилметан с 96— 8%-ным выходом, при этом конверсия диДифенилметан

Бензол

Серная + уксусная кислоты +

+ вода

Дибензилбензол

Остаток

571,3 бензилового эфира составляет 100%, а селективность образования дифенилметана

96 — 98%.

50 Серно-кислотный слой, содержащий 5—

6% дифенилметана и уксусную кислоту, после укрепления концентрированной серной кислотой, используют повторно как каталитическую систему.

Использование в качестве компоненты каталитической системы серной кислоты

85 — 95%-ной концентрации обусловлено тем, что при уменьшении концентрации кислоты (ниже 85%, пример 3) скорость образования

1425184

Формула изооретения

Составитель Т. Раевская

Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 4737/22 Тираж 370 Поди исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 целевого продукта замедляется и уменьшается выход, а при увеличении концентрации кислоты (выше 95%. пример 4) образуются побочные продукты, например о-, n-дибензилбензолы.

Наличие в каталитической системе добавки уксусного ангидрида или уксусной кислоты в количестве 0,3 — 0,5 моль на 1 моль дибензилового эфира способствует увеличению выхода дифенилметана на 10 — 15%.

Использование большего, чем 0,5 моль, количества уксусного ангидрида (или кислоты) приводит к образованию побочного продукта (бензилацетата, пример 5).

Перегонка органического слоя над карбонатом щелочного металла, взятом в количестве 0,8 — 1,5% от общей массы, является необходимым условием, так как перегонка органического слоя без карбоната щелочного металла приводит к образованию побочных продуктов (о-, и п-дибензилбензолов), использование большего, чем 1,5% количества карбоната щелочного металла, не оказывает существенного влияния на выход дифенилметана.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет значительно увеличить выход дифенилметана (до 98 против 78%); упрощает процесс выделения целевого продукта за счет сокращения многих стадий, а также исключения необходимости использования сложной аппаратуры (аппарат Бидвиля для непрерывного удаления воды). Кроме того, способ является экономичным поскольку в качестве исходного вещества используется отход производства бензилового спирта из бензилхлорида.

Способ получения дифенилметана путем взаимодействия дибензилового эфира с бензолом в присутствии каталитической системы, содержащей серную кислоту, отделения органического слоя, обработки его щелочным реагентом с последующим выделением целевого продукта перегонкой, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта и упрощения технологии процесса, в качестве исходного сырья используют отход производства бензилового спирта, состоящий из смеси дибензилового

20 эфира и бензилового спирта, процесс проводят в присутствии каталитической системы, содержащей 85 — 95%- ную серную кислоту и допопнительно содержащей концентрированную уксусную кислоту или уксусный ангидрид при их молярном соотношении 1:0,3—

0,5, и перегонку ведут в присутствии щелочного реагента, введенного в органический слой, — карбоната щелочного металла в количестве 0,8 — 1,5% от общей массы реакционной смеси.