CS220822B1 - Way of preparing dian - Google Patents
Way of preparing dian Download PDFInfo
- Publication number
- CS220822B1 CS220822B1 CS410581A CS410581A CS220822B1 CS 220822 B1 CS220822 B1 CS 220822B1 CS 410581 A CS410581 A CS 410581A CS 410581 A CS410581 A CS 410581A CS 220822 B1 CS220822 B1 CS 220822B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- phenol
- acetone
- strongly acidic
- diane
- condensation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Předmětem vynálezu je způsob přípravy dianu kondenzací fenolu s acetonem. Úkolem bylo dosáhnout vysokého výtěžku a čistoty produktu při maximální efektivitě celého procesu. Výsledku bylo dosaženo vedením reakce acetonu s fenolem za přítomnosti komplexního katalyzátoru, připraveného částečnou neutralizací silně kyselých katexů s vysokou aktivitou sekundárními nebo terciárními aminothioly.The subject of the invention is a method for preparing diane by condensation of phenol with acetone. The task was to achieve a high yield and purity of the product with maximum efficiency of the entire process. The result was achieved by conducting the reaction of acetone with phenol in the presence of a complex catalyst, prepared by partial neutralization of strongly acidic cation exchangers with high activity with secondary or tertiary aminothiols.
Description
Předmětem vynálezu je způsob přípravy dianu kondenzací fenolu s acetonem.
Úkolem bylo dosáhnout vysokého výtěžku a čistoty produktu při maximální efektivitě celého procesu.
Výsledku bylo dosaženo vedením reakce acetonu s fenolem za přítomnosti komplexního katalyzátoru, připraveného částečnou neutralizací silně kyselých katexů s vysokou aktivitou sekundárními nebo terciárními aminothioly.
Předmětem vynálezu je způsob přípravy dianu, katalyzovaný silně kyselými katexy, modifikovanými sloučeninami, obsahující thiolové a aminové skupiny.
Dian, nebo též bisfenol A či difenolpropan, je jednou ze základních surovin potřebných při výrobě epoxidových pryskyřic, polykarbonátů, některých speciálních kondenzátů s formaldehydem a pod. Vyrábí se kysele katalyzovanou kondenzací fenolu s acetonem. Kyselé prostředí bylo původně vytvářeno zředěnou kyselinou sírovou, později koncentrovanou kyselinou solnou, ale jsou známy postupy používající kyselinu fosforečnou a kombinace uvedených kyselin. Kyselé prostředí samo o sobě není postačující a pro dostatečně rychlý průběh kondezace je nutno používat katalyzátorů, což jsou obvykle různé sloučeniny obsahující skupiny —SH, jako je sirovodík, merkaptany atd. Kondenzace v prostředí kyselin způsobovala celou řadu problémů technického i technologického charakteru, z nichž nejzávažnější byly korozní problémy a zpracování obtížného silně kyselého odpadu. Používání kyselin bylo posléze nahrazeno používáním silně kyselých ionexů, zejména katexů na bázi fenol-formaldehydových kondenzátů obsahujících skupiny —SO3H a sulfonovaných kopolymerů styren-divinylbenzenu.
Tato technologie našla rozsáhlejší použití až po vyřešení přípravy katexů s vysokou povrchovou aktivitou, umožňující i dostatečně vysoké reakční rychlosti kondenzace. Výhodou technologie kondenzace fenolu s acetonem v přítomnosti katexů je snadné oddělení katexů od reakční směsi, vyloučení obtíží ze zpracování velkých objemů kyselých odpadů a také větší čistota produktu. Vlastní technologie je nejčastěji průtoková přičemž katex tvoří katalyzátorové lože, které může být v klidu nebo i ve vznosu. Proud surovin může protékat přes katex buďto ve směru siločar, nebo proti směru siločar gravitační pole.
Nejzávažnějším problémem byl problém dostatečně účinného katalyzátoru, který rozhoduje o velikosti reakčních rychlostí kondenzace a tím i o dosažené výtěžnosti produktu. Používané merkaptany jsou sice účinné, ale znečišťují produkt. Volí se proto jistý kompromis, kdy za cenu ztráty menšího množství skupin —SO3H, se na katex zakotví potřebné množství katalyzátoru, kterým jsou aminoalkylthioly Ci až C4, thiazolidiny a thioly obsahující kvartérní amonitx vé skupiny. Komplex vznikající částečnou neutralizací katexů příslušným aminothlolem představuje velmi účinný katalytický systém pro kondenzaci fenolu s acetonem. Nedostatkem však je velmi obtížná dostupnost a vysoká cena těchto speciálních aminothiolů a v řadě případů i jejich málo pevné zakotvení na katexů, způsobující postupný pokles katalytické účinnosti komplexu.
Nyní bylo nalezeno, že dlaň lze připravit kondezací fenolu s acetonem v molárním poměru 5 až 15 ku 1 účinkem, silně kyselých katexů za katalýzy aminothioly, postupem podle vynálezu, který spočívá v tom, že směs fenolu s acetonem se uvede do styku s ložem silně kyselého katexů, jehož 5 až 30 % skupin — SO3H je neutralizováno sloučeninami obecného vzorce
Y — X - SH kde
Rl \ '
Y je ' N—
R2 přičemž
Ri je H, alkyl Ci až C10, (CH2)„-SH
R2 je alkyl Ci až C10, (CH2)n-SH, alkylaromatický zbytek n je 1 až 10 nebo alkylheterocyklický zbytek Ci až C12, případně substituovaný —OH, —SH na alkylovém řetězci, vázaný přes terciární dusík a X je alkylen C2 nebo Cm, kde m je 3 až 12, přičemž atomy uhlíku C2 až Cm_i mohou být substituovány —OH nebo —SH při objemové rychlosti 0,5 až 8 h-1 a teplotě 313 až 373 K, načež se oddělí stržený katex, nezreagované látky a reakční voda.
Výhodou postupu podle vynálezu je, že se dociluje v syntéze dianu vysokých výtěžků a čistoty produktu. Další podstatnou výhodu způsobu přípravy podle vynálezu je, že poskytuje konečnou reakční směs, z níž se vylučuje adukt fenol-dian podstatně snadněji a rychleji zvláště při relativně vyšších teplotách než ze směsi o stejné koncentraci dianu, připravené dosavadními způsoby provedené reakce.
To svědčí o určitém specifickém účinku terciárních nebo sekundárních amínothiolů na vlastnosti reakční směsi. Několikanásobně rychlejší a snadnější krystalizační vylučování aduktu fenol-dian dosažené postupem podle vynálezu, můžeme s výhodou využít při rafinaci technického dianu. Řízením krystalizační teploty můžeme regulovat množství vyloučeného aduktu z reakční směsi v poměrně malém krystalizačním zařízení s vysokou účinností.
Další výhodou podle vynálezu je, že umožňuje pracovat v kratších životnostních cyklech katalyzátoru a tím docilovat vyšších průměrných výkonů výrobního zařízení.
Aminothioly obecného vzorce pro způsob podle vynálezu lze snadno a v požadované čistotě připravit z běžně dostupných surovin. Používají se silně kyselé katexy připravené sulfonací styren-divinylbenzenových kopolymerů s vysokou povrchovou aktivitou. Část vzniklých skupin —SO3H (5 až 30 procent) se neutralizuje aminothioly obecného vzorce. Takto upravený katex tvoří komplexní katalyzátor, který se vnese v potřebném množství do průtočného reaktoru, kde vytvoří katalytické lože. Po snížení aktivity lože pod únosnou mez, je nutno opotřebovaný komplexní katalyzátor nahradit novým. Získávaný dian má vysoký obsah žádaného p, p‘-isomeru a nižší obsah nežádoucích nečistot, díky větší selektivitě katalyzátoru pro způsob podle vynálezu.
Příklad 1 až 6
Katex, připravený sulfonací styren-di8 vinylbenzenového kopolymeru s obsahem 4,0 hmot. % divinylbenzenu, jehož kapacita byla 5,1 ekvivalentu/1 kg suchého katexu, byl částečně zneutralizován aminothiolem takto:
Do baňky vybavené míchadlem byl předložen ve vodě zbotnalý katex s obsahem 3 g sušiny a k němu byl přilit vodný roztok aminothiolhydrochloridu. Směs byla míchána 2 až 4 hodiny, načež byl matečný roztok odsát a upravený katex promyt destilovanou vodou.
Tabulka 1
Použitý aminothiolhydrochlorid Koncentrace roztoku Množství roztoku Podmínky pro postup podle vynálezu v postupu podle vynálezu (% hmotnostních) (g) reakční teplota reakční rychlost
T(K)' h_1
LO OJ Η Η H
CO CO CO CQ CO CM ’Φ Tfl Tři co co co co co fx. co co^ co in 00 θ' ’Φ cnT
CM CM CO CM CO in
CO’ o
CM o
o
>μ, >řM
Ρ Ρ Ρ P' o
>t-4
P
Získaný komplexní katalyzátor byl převeden v množství 9,7 g (při sušině 31,2 hmot. procent]' do trubkového reaktoru o 0 8 mm a délce 250 mm, temperovaného na reakční teplotu. Uváděním fenolu předehřátého na tuto teplotu bylo lože ktalyzátoru odvodněno, načež byla spodkem reaktoru uváděna do kontaktu s katalyzátarem směs fenolu s acetonem v molárním poměru 8 ku 1. Po oddělení nezreagovaného fenolu, acetonu a reakční vody byl získán dian následujících parametrů.
Tabulka 2
Příklad 7 až 10 odvodněn fenolem, předehřátým na teplotu
343 K. Trubkový reaktor byl vyhřát na zvo-
Katex popsaný v příkladu 1 byl stejnýmThe subject of the invention is a method for preparing diane by condensation of phenol with acetone.
The task was to achieve high yield and product purity while maximizing the efficiency of the entire process.
The result was achieved by conducting the reaction of acetone with phenol in the presence of a complex catalyst, prepared by partial neutralization of strongly acidic cation exchangers with high activity by secondary or tertiary aminothiols.
The subject of the invention is a method for preparing diane, catalyzed by strongly acidic cation exchangers, modified with compounds containing thiol and amine groups.
Dian, or also bisphenol A or diphenolpropane, is one of the basic raw materials needed in the production of epoxy resins, polycarbonates, some special condensates with formaldehyde, etc. It is produced by acid-catalyzed condensation of phenol with acetone. The acidic environment was originally created with dilute sulfuric acid, later with concentrated hydrochloric acid, but processes using phosphoric acid and combinations of the aforementioned acids are known. The acidic environment itself is not sufficient and for the condensation to proceed sufficiently quickly, it is necessary to use catalysts, which are usually various compounds containing —SH groups, such as hydrogen sulfide, mercaptans, etc. Condensation in an acidic environment caused a number of problems of a technical and technological nature, the most serious of which were corrosion problems and the processing of difficult strongly acidic waste. The use of acids was later replaced by the use of strongly acidic ion exchangers, especially cation exchangers based on phenol-formaldehyde condensates containing —SO3H groups and sulfonated styrene-divinylbenzene copolymers.
This technology found wider application only after the preparation of cation exchangers with high surface activity was solved, allowing for sufficiently high reaction rates of condensation. The advantage of the technology of condensation of phenol with acetone in the presence of cation exchangers is the easy separation of cation exchangers from the reaction mixture, the elimination of difficulties in processing large volumes of acidic waste and also greater purity of the product. The technology itself is most often flow-through, with the cation exchanger forming a catalyst bed, which can be stationary or in suspension. The stream of raw materials can flow through the cation exchanger either in the direction of the lines of force or against the direction of the lines of force of the gravitational field.
The most serious problem was the problem of a sufficiently effective catalyst, which determines the magnitude of the condensation reaction rates and thus the achieved product yield. The mercaptans used are effective, but they pollute the product. Therefore, a certain compromise is chosen, where at the cost of losing a smaller amount of —SO3H groups, the necessary amount of catalyst is anchored to the cation exchange resin, which are aminoalkylthiols Ci to C4, thiazolidines and thiols containing quaternary ammonium groups. The complex formed by partial neutralization of cation exchanges with the appropriate aminothiol represents a very effective catalytic system for the condensation of phenol with acetone. However, the disadvantage is the very difficult availability and high price of these special aminothiols and in many cases their weak anchoring to the cation exchange resin, causing a gradual decrease in the catalytic efficiency of the complex.
It has now been found that palm can be prepared by condensation of phenol with acetone in a molar ratio of 5 to 15 to 1 by the action of strongly acidic cation exchangers catalyzed by aminothiols, by a process according to the invention, which consists in bringing a mixture of phenol with acetone into contact with a bed of strongly acidic cation exchanger, of which 5 to 30% of the — SO3H groups are neutralized by compounds of the general formula
Y — X - SH where
Rl\'
Y is 'N—
R2 while
R 1 is H, C 1 to C 10 alkyl, (CH 2 )„ -SH
R2 is alkyl C1 to C10, (CH2) n -SH, alkylaromatic residue n is 1 to 10 or alkylheterocyclic residue C1 to C12, optionally substituted with —OH, —SH on the alkyl chain, bonded via tertiary nitrogen and X is alkylene C2 or Cm , where m is 3 to 12, wherein carbon atoms C2 to Cm_i may be substituted with —OH or —SH at a space velocity of 0.5 to 8 h -1 and a temperature of 313 to 373 K, after which the entrained cation exchange resin, unreacted substances and water of reaction are separated.
The advantage of the process according to the invention is that it achieves high yields and product purity in the synthesis of diane. Another significant advantage of the preparation method according to the invention is that it provides a final reaction mixture from which the phenol-diane adduct is eliminated significantly more easily and more quickly, especially at relatively higher temperatures, than from a mixture with the same diane concentration prepared by the previous reaction methods.
This indicates a certain specific effect of tertiary or secondary aminothiols on the properties of the reaction mixture. The several times faster and easier crystallization precipitation of the phenol-diane adduct achieved by the process according to the invention can be advantageously used in the refining of technical diane. By controlling the crystallization temperature, we can regulate the amount of precipitated adduct from the reaction mixture in a relatively small crystallization device with high efficiency.
Another advantage of the invention is that it allows operation in shorter catalyst life cycles and thus achieves higher average performances of the production equipment.
Aminothiols of the general formula for the method according to the invention can be easily prepared in the required purity from commonly available raw materials. Strongly acidic cation exchangers prepared by sulfonation of styrene-divinylbenzene copolymers with high surface activity are used. Part of the formed —SO3H groups (5 to 30 percent) is neutralized by aminothiols of the general formula. The cation exchanger thus prepared forms a complex catalyst, which is introduced in the required amount into a flow reactor, where it forms a catalytic bed. After the activity of the bed has decreased below the tolerable limit, the worn-out complex catalyst must be replaced with a new one. The diane obtained has a high content of the desired p, p'-isomer and a lower content of undesirable impurities, due to the greater selectivity of the catalyst for the method according to the invention.
Example 1 to 6
The cation exchange resin, prepared by sulfonation of a styrene-di8 vinylbenzene copolymer containing 4.0 wt. % divinylbenzene, whose capacity was 5.1 equivalents/1 kg of dry cation exchange resin, was partially neutralized with aminothiol as follows:
A water-swollen cation exchange resin containing 3 g of dry matter was placed in a flask equipped with a stirrer and an aqueous solution of aminothiol hydrochloride was added. The mixture was stirred for 2 to 4 hours, after which the mother liquor was aspirated and the treated cation exchange resin was washed with distilled water.
Table 1
Aminothiol hydrochloride used Solution concentration Amount of solution Conditions for the process according to the invention in the process according to the invention (% by weight) (g) reaction temperature reaction rate
T(K)' h _1
LO OJ Η Η H
CO CO CO CQ CO CM 'Φ Tfl Three what what what what what fx. co co^ co in 00 θ''Φ cnT
CM CM CO CM CO in
WHAT's up
CM about
O
>μ, >řM
P P P P' o
>t-4
P
The obtained complex catalyst was transferred in an amount of 9.7 g (at a dry matter of 31.2 wt. percent) into a tubular reactor with a diameter of 8 mm and a length of 250 mm, tempered to the reaction temperature. By introducing phenol preheated to this temperature, the catalyst bed was dewatered, after which a mixture of phenol and acetone in a molar ratio of 8 to 1 was brought into contact with the catalyst through the bottom of the reactor. After separation of unreacted phenol, acetone and reaction water, a product with the following parameters was obtained.
Table 2
Example 7 to 10 dehydrated with phenol, preheated to a temperature
343 K. The tube reactor was heated to 343 K.
The cation exchange resin described in Example 1 was the sameClaims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS410581A CS220822B1 (en) | 1981-06-03 | 1981-06-03 | Way of preparing dian |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS410581A CS220822B1 (en) | 1981-06-03 | 1981-06-03 | Way of preparing dian |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS220822B1 true CS220822B1 (en) | 1983-04-29 |
Family
ID=5383058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS410581A CS220822B1 (en) | 1981-06-03 | 1981-06-03 | Way of preparing dian |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS220822B1 (en) |
-
1981
- 1981-06-03 CS CS410581A patent/CS220822B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3049568A (en) | Preparation of bisphenols | |
| US4400555A (en) | Ion exchange catalyzed bisphenol synethesis | |
| US3394089A (en) | Ion exchange catalyst for the preparation of bisphenols | |
| KR0138910B1 (en) | Method of Making Bisphenol | |
| US5212206A (en) | Ion exchange modified with mercapto amines | |
| US5284981A (en) | Ion exchangers modified with mercapto amines | |
| US4912263A (en) | Ionic exchangers modified with thiazolines | |
| JPH06172241A (en) | Production of bisphenol | |
| JP2006509818A5 (en) | ||
| EP0313165B1 (en) | A process for isomerizing the by-products of the bis-phenol synthesis | |
| KR20020093969A (en) | Process for producing bisphenol a | |
| JP2006509818A (en) | Synthesis method of bisphenol | |
| US4847432A (en) | Method for the purification of ion exchange resins used in the production of bisphenol A | |
| US3153001A (en) | Cationic exchanging polymeric resin | |
| JP2002205966A (en) | Method for producing bisphenol a | |
| KR20040095238A (en) | Process, reactor and system for preparing a bisphenol | |
| TWI896523B (en) | Process for producing bisphenol-a | |
| CS220822B1 (en) | Way of preparing dian | |
| EP0770590B1 (en) | Process for the preparation of bisphenol compounds with simultaneous dehydration | |
| RU1799376C (en) | Method of bisphenol a synthesis | |
| US6608234B2 (en) | Process for producing bisphenol A | |
| JP7676544B2 (en) | CATALYST SYSTEM AND PROCESS FOR PRODUCING BISPHENOL A - Patent application | |
| CN114127038A (en) | Process for isomerizing products obtained from the condensation of ketones and phenols to produce bisphenols | |
| CS219432B1 (en) | Complex heterogeneous catalyst | |
| EP4298084A1 (en) | Process for preparing bisphenol a (bpa) in the presence of cumene |