Vynález se : týká způsobu. výroby isopro- penylfenolu tepelným' rozkladem . jeho' oligo-' merů. .

Již ..dlouho je známo,. žp sjopřapennlféjůol vzniká zahříváním' . jeho oligomerů, 'které'· Vyjadřují dále uvedené ' obecné 'vzorce ' I a/ne- bo II

kde -..//.

n znamená celé číslo .o-d . '0 do '3, na vysokou teplotu. V minulosti byly . navrženy různé .'metody' pro' -výrobu isopropenylfenolu, ' které' ‘spočívají ' 'v ' ^; tepelném/rozkladu . oligomerů'. ' isopropenylfenolu ' . za' .sníženého tlaku a · v ' · odďestilcvárií ' rozkladných '' produktů ' 'z reakčního' systému.

V kterékoli z ' těchtcrdřívějších. . metod '' se oligpmery ' isopropenylfenolu '..zahřívají, aniž. by se· použila jreakSnítto prostředí a přitom· se tepelně rozkládají; ' pckud jsou . roztavené . a v kapalném stavu. Tepelný rozklaď oligomerů isopropenylféncíu však. vyžaduje la- . tentní výparné teplo k odpaření rozkladného produktu a kromě toho energii k depoty- meraci. Protože množství energie. takto vyřadované · je extrémně ' veliké, ' je obtížné u kteréhokoli z dřívějších metod dodat dostatek ' energie a rychlé ' vydestilovat rozkladný produkt z reakčního systému. Jestliže'seoligomery isopropenylfenolu ' přímo ' zkapalní a podrobí tepelnému' rozkladu, koncentrace nerozložených. oligo-merů v 'reakční smi&si je vysoká. Proto jejich část .vy-dest-Huje společně s rozkladným produktem . a tím ' dochází k poklesu ' ' čistoty ' produktu. ' K' poklesu·· ' výtěžku ' požadovaného -produktu také dochází . v důsledku vedlejších reakcí, jako dealkylace isopropenylfenolu nebo konverze výcho zího materiálu a/neb-o. rozkladu produktu na pryskyřici, v důsledku místního přehřátí. Kromě toho produkty vedlejších reakcí se mohou míchat s konečným požadovaným produktem a snižovat jeho čistotu.

Proto se při průmyslovém provádění výroby isopropenylfenolu tepelným rozkladem jeho oligomerů vyskytuje řada obtíží i přes skutečnost, že byly již navrženy různé metody, jejichž teorie je dobře známa.

Předmětem tohoto vynálezu je způsob výroby isopropenylfenolu, který se může snadno provádět v průmyslovém měřítku a při kterém nevznikají výše uvedené problémy spojené s výrobou isopropenylfenolu tepelným rozkladem jeho oligomerů.

Podstata výroby isopropenylfenolu tepelným rozkladem jeho oligomerů způsobem podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že se oligomery uvedených obecných vzorců I a/ /nebo II dávkují plynule do inertního organického .reakčního prostředí zahřívaného na 200 až 250 °C za sníženého· tlaku 1333 až 13 332 kPa rychlostí, při níž se koncentrace oligomerů v reakčním prostředí udržuje na 0,5 až 30 % hmotnostních, a produkt tepelného rozkladu oligomerů se z reakčního prostředí plynule oddestilovává a izoluje se.

Oligomery isopropenylfenolu používané při způsobu podle vynálezu jsou sloučeniny výše uvedeného obecného vzorce I a/nebo

Ii. Tyto sloučeniny se například získají tepelným štěpením dihydroxyfenylpropanu za sníženého· tlaku v přítomnosti bazického· katalyzátoru, oddestilováním výsledného isopropenylfenolu a fenolu z reakčního systému a. destilací destilátu za sníženého tlaku k oddestilování fenolu a potom polymerací isopropenylfenolu · na- oligomery. Oligomery obecného -vzorce I · a/nebo II· se získávají jako 'd&sjiláčrií zbytek, · je-li·· iscpropenylfeno- .· · .· lem .například’. · /-pdsopr openylf enol·' oligo-_; mery' . isopropenylfenolu . obvykle ’ tvoří ·hlav- ně · 4-;E^€^etlí^ll-^,,^’t^íi^(]^-^]^^^(Íroxyfei^ň^l)-:L- /

-pentén a 4-methyl-2,4-'bis (p-hýdroxyfenyj- · . -2-pe.ntein·,které jsou dimery, . ale · mohou . také obsahovat třimerý a tetaámjery, · bez jaké-, hokoli · škodlivého· 'účinku. Těchto oligomerů ' je možné uspokojivě · použít, i · když obsahují určité množství · dalších nečistot, jako fenolu, · dihydrGKydifenylproipanu a. vysokovroucích látek. . · ·

K tepelnému· . rozkladu oligomerů isop.ropenylfenolu při způsobu podle· · vynálezu · je zapotřebí zahřívat inertní organické · reakční prostředí na teplotu dostatečnou k hladkému rozkladu oligomerů · isopropenylfenolu na připravený isopropenylfenol. · Běžně je tato teplota s výhodou v rozmezí 150 až 250° Celsia. Je-li teplota inertního organického reakčního prostředí nižší než 150 °C, tepelný rozklad oligomerů isopropenylfenolu je zřetelně zpomalen, prodlužuje se doba tepelného rozkladu -a klesá rychlost destilace rozkladného· produktu z reakčního systému. Kromě toho se část oligomerů isopropenylfenolu destiluje v nerozloženém stavu a do chází k smíchání s rozkladným produktem při snížení jeho čistoty. Je-li teplota inertního -Organického reakčního· prostředí vyšší· než 250 °C, projevuje se sklon k vedlejším reakcím, jako dealkylaci výsledného isopropenylfenolu anebo konverzi výchozího· materiálu a/nebo rozkladného produktu na pryskyřici, a proto' výtěžek a· čistota produktu se snižují. Teploty 200 až 240 °C jsou zvláště výhodné, protože v tomto teplotním rozmezí se snižuje vznik vedlejších produktů a rozklad probíhá hladce.

Po vzniku produktu tepelného rozkladu se tento produkt musí rychle vydestilovat z reakčního systému. Z tohoto důvodu se reakč ní systém pro tepelný rozklad nebo inertní organické reakční prostředí musí · udržovat za sníženého tlaku. Stupeň snížení tlaku se mění v závislosti na teplotě tepelného rozkladu, ale obvykle je vhodné rozmezí 1333 až 13 332 Pa. Použije-li se nižšího tlaku než je 1333 Pa. vydestiluje se část oligomerů isopropenylfenolu nebo část inertního1 -organického · reakčního prostředí spolu s .produktem tepelného rozkladu a dochází ke smísení s produktem· a tak klesá čistota produktu. Je-li tlak vyšší .než 13 332 Pa, je obtížné vydestilovat produkt tepelného rozkladu z reakčního systému. Tak se přirozeně prodlužuje · doba setrvání produktu v reakčním systému a snadno dochází k .vedlejším reakcím, jako konverzi isopropenylfenolu na pryskyřici nebo k dealkylaci produktu. Výsledkem je pokles výtěžku a čistoty · produktu tím, že se dostávají vedlejší produkty do produktu požadovaného. K provedení hladké reakce při rychlém vydestilování produktu tepelnému rozkladu z reakčního systému se dává · přednost tlaku 6566 až 13 332 Pa a zvláště 6666 · až 9333 Pa.

K -tepelnému. rozkladu. oligomerů iisapro-’ penylfenolu · při’ výše uvedené- teplotě· · a · tlaku se jako inertního organického· reakčního prostředí s výhodou používá vysokovroucího inertního organického rozpouštědla, které· nemá teplotu tání nebo měknutí vyšší než 150 °C a má ' · nižší tlak par, než je tlak páry výsledného isopropenylfenolu při teplotě -tepelného rozkladu oligomerů isopropenylfenolu. Uvedeno přesněji, vhodná jsou vysokovroucí inertní organická rozpouštědla o tlaku jejich par nižším než 13 332 Pa při 250 °C. Příklady takových organických rozpouštědel jsou uhlovodíky typu přenášejícího teplo, jako alkylnaftaleny (olej KSK a olej Neo SK jsou dostupné jak-o obchodní japonské produkty], vysokoviroucí látky vzniklé jako vedlejší produkty při kondenzační reakci mezi fenoly a ketony, například zbytky z · destilační a extrakční věže, které zbývají po oddělení bisfenolu A při destilaci nebo extrakci z reakčního produktu fenolu a acetonu při výrobě bisfenolu· A (označovány jako zbytek z destilace bisfenolu A] a fenolové pryskyřice novolakového typu, které mají teplotu měknutí 60 až 150 °C, stáno véno podle JIS K-2531 (JIS znamená japonskou normu, Japanese Industrlal Standarde ], získané .kondenzací foirmaldehydu s přebytkem fenolu .nebo kresolu v přítomnosti kyseliny.

Inertní organické reakční prostředí používané při tomto* vynálezu musí dobře rozpouštět oligomery isopropenylfenolu při teplotě 150 až 250 ^QC. Reakční prostředí uvedená jako příklady shora vyhovují tomuto požadavku.

Tepelný rozklad 'Oligomerů isopropenylfenolu při .postupu podle vynálezu je účinný při dávkování reakčního prostředí do reaktoru, který je vybaven, přívodem pro výchozí oligomery isopropenylfenolu, destilačním vývodem pro isopropenylfenol, jako produkt tepelného rozkladu, teploměrem a popřípadě míchacím zařízením, při kterém se udržuje reakční prostředí při vysoké teplotě, s výhodou 150 až 250 a za tlaku 1333 až 13 332 Pa, a výcho-zí oligomery isopropenylfenolu •se dávkují do reaktoru. Takto· dávkované oligomeiry isopropenylfenolu se rozpouštějí v reakčním, .prostředí a tepelně rozkládají na isopropenylfenol v kapalné fázi. Rozkladný produkt se odpaří a 'rychle vydestiluje z reakčního systému.

Při výše uvedené operaci je důležité, aby oligomery isopropenylfenolu byly nepřetržitě dávkovány do reaktoru takovou rychlostí, aby koncentrace oligomerů v reakčním prostředí byla udržována na hodnotě, která není vyšší než 30 % hmotnostních. Dávkují-li se Oligomery isopropenylfenolu tak velikou rychlostí, že koncentrace oligomeru překročí 30 % hmotnostních, zavádění množství tepla dostačujícího pro destilaci rozkladného· produktu .se stává obtížné, protože při shora uvedené reakci vedoucí к tepelnému rozkladu se vyažduje velké množství energie. Výsledkem je, že množství produktu tepelného rozkladu, které vzniká v reakčním systému, vzrůstá a jeho konverze na pryskyřici způsobuje pokles výtěžku požadovaného' isopropenylfenolu.

Tepelný rozklad výchozího materiálu a destilace rozkladného produktu probíhají v podstatě hladce a dosahují se dobré výsledky, je-li koncentrace oligomerů isoipropenylfenolu v reakčním prostředí 2 až 15 % hmotnostních.

Koncentrace oligomerů isopropenylfenolu v reakčním prostředí se může .stanovit například plynovou chromatografií.

Míchání [smíchání) výchozího materiálu v reakčním prostředí je možné běžným způsobem. Při způsobu podle vynálezu je zvláště výhodné pr-obublávat reakční prostředí inertním plynem*, jako dusíkem, kysličníkem uhličitým, heliem nebo argonem. Výsledkem míchání (a smíchání) reakčního prostředí je, že tepelný rozklad oligomerů isopropenylfenolu probíhá hladce. Kromě toho se snadno vydestiluje výsledný .isopropenylfenol z reakčního systému.

Isopropenylfenol vydestilovaný z reakční ho .systému se může získat ochlazením, aby zkondenzoval na kapalinu nebo pevnou látku, nebo· jeho rozpuštěním bez kondenzace nebo bezprostředně po· ní ve vysokovrou-cím polárním .rozpouštědle, jako 2-ethylhexanolu. Takto získaný isopropenylfenol se používá jako, výchozí látka pro· různé organické syntézy.

Při tomto vynálezu vzrůstá účinnost přenosu tepla a může se zabránit místnímu přehřátí účinným tepelným rozkladem oiligomerů isoproipenylfenolu v reakčním prostředí, kde je určována koncentrace oligomerů, která nepřekračuje 30 % hmotnostních. Proto se teplota tepelného rozkladu může snadno řídit. Kromě toho tento vynález umožňuje dodat .velké množství energie potřebné pro* tepelný rozklad -oligomerů isopropenylfenolu a pro rychlé vydestilování výsledného isopropenylfenolu z reakčního. systému, a proto se může v takřka kvantitativním výtěžku získat isopropenylfenol se sníženým obsahem vedlejších produktů nebo· nečistot.

Následující příklady provedení ilustrují způsob podle vynálezu. Veškeré procentuální údaje v těchto příkladech jsou míněny hmotnostně.

Příklad 1

Do reaktoru (o objemu 1 litru), vybaveného přívodem pro dávkování výchozího materiálu, odvodem к oddestilování rozkladného produktu, přívodním· potrubím (trubicí к prchublávání) pro· zavádění inertního plynu a teploměrem., se nadávkuje 85 g (hloubka kapaliny 3,1 cm) oleje KSK. Olej KSK se udržuje při teplotě 240 °C, uvnitř reaktoru se udržuje tlak 6666 Pa. Přívodním potrubím pro- dávkování výchozího· materiálu se nepřetržitě do oleje KSK dávkují oligomery p-isopropenylfenolu, a to rychlostí 350 g/h. Přívodním potrubím pro zavádění inertního plynu se přivádí plynný dusík rychlostí 4,3 litru za minutu a probublává se olejem KSK. Výsledkem je, že se produkt tepelného rozkladu nepřetržitě odstraňuje destilací z reaktoru, chladí, kondenzuje a .shromažďuje. V průběhu tepelného rozkladu se udržuje koncentrace oligomerů p-isopropenylfenolu v oleji KSK na průměrné hodnotě 10,0 %.

Výše uvedená reakce se provádí 10 hodin a rozloží se 3500 g oligomerů p-isopropenylfenolu. Získá se 3430 g (výtěžek 98,0 %) .p-isopropenylfenolu, který má čistotu 94,1 %.

Oligomery p-isopropenylfenolu použité jako výchozí materiál se vyrobily známou metodou (japonská patentová publikace číslo 10 869/77]. Bísfenol A se zahřívá za sníženého tlaku v přítomnosti bazického* katalyzátoru, aby došlo ke štěpeni. Kondenzací destilátu se vytvoří směs fenolu, monome,rního p-ísoprOpenylfenolu a lineárních oligomerů .p-isopropenylfenolu. Potom se ze směsi skoro úplně oddestiluje fenol a zbytek se zahřívá na teplotu 140 °C jednu hodinu, aby se dostíH.a oligomerní směs p-isoprapenylfenolu, která sestává .z 83 o/₀ dimeru, 4,3 % tritneru, 2,1 % tetrameru a 0,9 %· pentameru.

Příklad 2 ____________

Do stejného reaktoru· jako je · popsán v příkladu 1 se nadávkuje 80 g '(hloubka · kapaliny 2,9 cm) zbytku z •destilace bisfenolu A, který zbyl po oddělení bisfenolu A destilací z reakčního· produktu fenolu a acetonu, při . výrobě bisfenolu A. Za stejných podmínek jako jsou popsány v příkladu 1 se rozloží 3500 g oligomerů p-isoprofwnyllf<Moflu. · Koncentrace · těchto oligomerů p-is<opropenylfenolu v reakčním prostředí se udržuje 10,5 %.

Získá se 3470 g (výtěžek 99,1 °/o) · p-isopropenylfenolu, který má čistotu 93,0 %.

Příklad 3

Do, stejného reaktoru jako je popsán v příkladu 1 se nadávkuje 80 g [hloubka· kapaliny. 2,9 cm,) novolakové pryskyřice o teplotě měknutí 90 °C, stanoveno¹ podle normy JIS K-2531.

Za stejných podmínek jako je popsáno v příkladu 1 se rozloží 3500 · · g oligomerů p-isopropenylfenol^. Během · tepelného rozkladu •se v reakčním prostředí udržuje koncentrace oligomerů p-lsopropenylfenolu 10,5 Oo.

Získá se 3448 g · (výtěžek · 98,5 · %) p-isopropenylfenolu, který · má čistotu 92,9)%.

Příklady 4 až 7

Do stejného reaktoru jako se· použil v příkladu 1 se nadávkuje 80 g (hloubka kapaliny 2,9 cm) zbytku z destilace · bisfenolu A, který zbyl po oddělení bisfenolu A destilací z reakčního · produktu fenolu · a · acetonu, při výrobě bisfenolu A. dligornery p-isopropenyUenolu se .i?r^:^]^l<^.dají za podmínek uvedených v tabulce 1, ve které se teplota tepelného rozkladu vztahuje k teplotě zbytku z destilace bisfenolu A a pod tlakem při tepelném rozkladu se uvádí tlak uvnitř reaktoru. Během, tepelného rozkladu se rychlostí 4,3 litru za · minutu zavádí' · · přívodním piotrubím plynný dusík, který · se · probublává zbytkem z destilace bisfenolu A.

V tabulce 2 je uveden výtěžek (g, %) a čistota výsledného p-isopropenylfenolu.

TABULKA 1

Příklad	Teplota tepelného rozkladu (°C)	Tlak · při tepelném rozkladu (Pa)	Rychlost dávkování oolgomerů (g/h)	Koncentrace oligomerů ve zbytku z destilace bisfenolu A (%)	Doba,.· tepelného rozkladu (h)	Celkové množství nadávkovaných oligomerů : (g)
4	210	4 000	300	27,0	10	3 00.0
5	245	1 333	500·	15,0	10.	5 000
6	250	13 332	500	5,0	10	5 000
7	250	13 332	20	0,5	10	200

TABULKA 2

Příklad číslo	Výtěžek (g)	p-isopropenylfeínol Výtěžek (%)	Čistota · (%)
4	2 925	97,5	95,0.
5	4 940	98,8	92,2
6	4 925	98,5	92,0
7	194	97	93,1

Srovnávací · příklad 1

Použije se stejný reaktor jako je popsán v příkladu 1 a uvnitř reaktoru se udržuje teplota 240 °C a tlak 6666 · Pa. Aniž by se použilo reakčního prostředí, oligdmery p-isopropenyHenolu s.e nepřetržitě dávkují přívodem k dávkování výchozího materiálu, při rychlosti 350 g/h po dobu 2 hodin a rozklad se provádí za stejných podmínek jako v příkladu 1.

Získá· se· 460 g (výtěžek 65,7 %) p-isopropenylfenolu, který má čistotu 80,2 %.

Srovnávací příklad .2

1000 g oligomerů · p-isopropenylfenolu se zpracuje za stejných podmínek jako · v příkladu 1 s tím rozdílem, že rychlost dávkování oligomerů činí 2000 g/h a· koncentrace oligomerů v reakčním· prostředí je 50 o/₀.

Získá se 571 g (výtěžek 57,1 %) p-isopropenylfenolu, který má čistotu· 78,9 '%.