PL174569B1 - Sposób otrzymywania kwasu 2-metylo-4-chlorofenoksyoctowego (MCPA) - Google Patents

Abstract

Sposób otrzymywania kwasu 2-metylo-4-chlorofenoksyoctowego (MCPA) polegający na jednoetapowym procesie kondensacji 2-metylofenolu z kwasem chlorooctowym, w środowisku wodno-alkalicznym, przy jednoczesnym dozowaniu kwasu chlorooctowego i ługu sodowego przy pH > 11, w temperaturze > 100°C, a następnie chlorowaniu otrzymanego kwasu 2-metylofenoksyoctowego (MPA) za pomocą podchlorynu sodowego w obecności katalizatora chlorowania, znamienny tym, że do reakcji chlorowania używa się mieszaninę wodną kwasu MPA i kwasu glikolowego zawierającą nie więcej niż 0,5% wolnego 2-metylofenolu oraz podchloryn sodowy stabilizowany kwasem mineralnym do zawartości maksymalnej 7 g/l wolnego wodorotlenku sodowego i pH 10-11.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania kwasu 2-metylo-4-chlorofenoksyoctowego (MCPA) znajdującego zastosowanie jako środek chwastobójczy.

Znany jest sposób otrzymywania MCPA polegający na kondensacji kwasu chlorooctowego z 2-metylofenolem, w środowisku wodno-alkalicznym, do kwasu 2-metylofenoksyoctowego (MCPA), który następnie chlorowany jest w pierścieniu aromatycznym w położeniu -4 za pomocą podchlorynu sodowego. Przy stosowaniu podchlorynu uzyskuje się lepszy skład produktów chlorowania aniżeli przy użyciu gazowego chloru. Stosowanie podchlorynu sodowego jest łatwe w warunkach technicznych i nie wymaga dodatkowych operacji związanych z wydzielaniem MPA z mieszaniny pokondensacyjnej. Reakcja chlorowania przebiega bardziej selektywnie i z większą wydajnościa, jeżeli stosowane są aktywatory lub katalizatory.

Z opisu patentowego Czechosłowacji nr 235 355 znany jest sposób chlorowania MPA w postaci wodnego roztworu soli sodowej za pomocą podchlorynu sodowego, przy jednoczesnym dodawaniu kwasu mineralnego.

Według wyżej opisanego sposobu otrzymuje się MCPA z wydajnością 92,4 - 92,7%.

Z opisu patentowego Francji nr 1 077923 znany jest sposób chlorowania MPA 13% podchlorynem sodowym w temperaturze 40°C. Otrzymuje się wydajność chlorowania 94%, czystość produktu 90%.

Według podanego w polskim opisie patentowym nr P-293171 sposobu wytwarzania MCPA proces chlorowania prowadzi się wobec katalizatorów takich jak amino-amid lub amino-ester. Produkt otrzymuje się z czystością powyżej 98%, z wydajnością bliską teoretycznej.

Autorzy niniejszego projektu wynalazczego wykonali szereg syntez MCPA, stosując sposoby wg w/w opisów patentowych. Okazało się, że wydajność oraz skład produktów chlorowania różnią się istotnie w poszczególnych szarżach i trudno jest uzyskać opisane wydajności. Ponadto stwierdzono występowanie reakcji ubocznych, jeżeli MPA jest zanieczyszczony 2-metylofenolem oraz stosowane są katalizatory chlorowania zawierające rodniki alkilowe. Powstają wówczas ubocznie wybuchowe podchloryny alkilowe. Zauważono, że przebieg reakcji chlorowania i jej powtarzalność jest zależna od zawartości w mieszaninie wolnego 2-metylofenolu oraz jakości technicznego podchlorynu sodu. Jak wiadomo, podczas syntezy podchlorynu sodu oraz przy jego magazynowaniu i transporcie, w zależności od temperatury, pH i czasu powstają obok podchlorynu sodu także chlorany, chlorek sodu, nietrwałe kwasy: podchlorawy i chlorowy, wolny tlen i chlor. Podczas chlorowania obok podchlorynu sodu dodawany jest równolegle kwas mineralny, który zmienia pH i sprzyja występowaniu reakcji wtórnych.

Nieoczekiwanie okazało się, że techniczny podchloryn sodu stabilizowany dodatkiem kwasu mineralnego do pH 10-11 i zawartości wolnego ługu sodowego < 7 g/l bezpośrednio przed

174 569 jego użyciem do chlorowania eliminuje reakcje uboczne i pozwala na otrzymanie w pełni powtarzalnych wyników syntezy MCPA.

Opisane wyżej niekorzystne reakcje można wyeliminować, prowadząc kondensację 2-metylofenolu z kwasem chlorooctowym w taki sposób aby ograniczyć zawartość nieprzereagowanego 2-metylofenolu maksymalnie do 0,5%, a techniczny podchloryn sodu poddać stabilizacji.

Sposobem według wynalazku kwas 2-metylo-4-chlorofenoksyoctowy otrzymuje się dodając do mieszaniny 2-metylofenolu z kwasem chlorooctowym, w środowisku wodno-alkalicznym, ług sodowy w takiej ilości i z taką szybkością aby pH mieszaniny utrzymywało się powyżej 11, a temperatura reakcji wynosiła powyżej 100°C. Powstałą mieszaninę, po rozcieńczeniu wodą do stężenia kwasu 2-metylofenoksyoctowego około 15% chloruje się stabilizowanym podchlorynem sodowym. W tym celu techniczny podchloryn sodowy bezpośrednio przed użyciem do chlorowania zadaje się, w temperaturze poniżej 20°C, ciągle mieszając, kwasem mineralnym do zawartości maksymalnej 7 g/l wolnego wodorotlenku sodowego i do pH 10-11.

Sposób według wynalazku zapewnia wysoką wydajność kondensacji, rzędu 92-95% oraz minimalizuje zawartość wolnego 2-metylofenolu. Reakcja chlorowania przebiega powtarzalnie z dużą selektywnością.

Przykład I. W reaktorze umieszcza się 1 mol 2-metylofenolu, 1 mol 40% wodorotlenku sodowego i 80 g wody. Mieszaninę ogrzewa się do temperatury 90°C i w tej temperaturze rozpoczyna dozowanie 1,05 mola kwasu chlorooctowego i równolegle 40% NaOH z taką szybkością, aby pH utrzymywało się w granicach 11,5-12,5 a temperatura 105-110°C. Po wprowadzeniu całej ilości kwasu chlorooctowego mieszaninę wygrzewa się jeszcze w ciągu 1 godziny w temperaturze około 105°C, dodając w miarę potrzeby 40% NaOH tak, aby pH nie spadło poniżej 11,5. Następnie z mieszaniny wydestylowuje się z parą wodną niprzereagowany 2-metylofenol przy utrzymywaniu pH 7-8. Otrzymuje się około 20% roztwór wodny soli sodowej kwasu 2-metylofenoksyoctowego (MPA), zawierający około 0,3% wolnego 2-metylofenolu, z wydajnością 95%.

Otrzymany roztwór rozcieńcza się wodą do zawartości 15% MPA, alkalizuje do pH 8,5 za pomocą 20% NaOH, dodaje 1,3%, w stosunku do użytego MPA, 3,4-lutydyny i całość schładza do temperatury 10°C.

Energetycznie mieszając wprowadza się w ciągu 30 minut 0,95 mola stabilizowanego roztworu podchlorynu sodowego zawierającego 170 g/l czynnego chloru i 4,8 g/l wolnego NaOH, o pH - 10,5. Równolegle dozuje się do reaktora 20% HC1 z taką szybkością, aby pH mieszaniny reakcyjnej utrzymuje się w granicach 8,5-9,0. Podczas chlorowania temperaturę mieszaniny utrzymuje się za pomocą chłodzenia do 25°C. Po zakończeniu dozowania podchlorynu sodowego zawartość reaktora miesza się jeszcze w ciągu 5 minut, dogrzewa do temperatury 45°, zakwasza około 5% kwasem solnym do pH 1-2 i przy stałym mieszaniu schładza do temperatury 15°C. Po odsączeniu osadu i przemyciu 2-krotnie wodą otrzymano MCPA z wydajnością 98%, o składzie: 2-MPA- 0,40%, 6-C-2-MPA- 0,8%, MCPA- 97,5%, 4,6-DC-2MPA- 1,3%.

Przykład II. Otrzymywanie MCPA przy użyciu niestabilizowanego podchlorynu sodowego. 15% roztwór MPA otrzymany w sposób opisany w przykładzie I poddaje się alkalizacji 20% NAOH do pH 8,5 i schładza do temperatury 10°C. Po dodaniu 1,3%, w stosunku do użytego MPA, 3,4 - lutydyny, przy stałym mieszaniu i chłodzeniu wprowadza się w ciągu 30 minut 371,5 ml (0,95 mola) roztworu podchlorynu sodu technicznego o pH 12,6, zawierającego 181,6 g/l chloru czynnego i 19,6 g/l wolnego NaOH. Równolegle dozuje się 20% HCl z taką szybkością, aby pH mieszaniny reakcyjnej utrzymywało się w granicach 8,5-9,0. Podczas chlorowania temperatura reakcji wzrasta do 25°C. Po zakończeniu chlorowania zawartość reaktora miesza się jeszcze w ciągu 5 minut i wydziela produkt w sposób opisany w przykł. I. Otrzymano MCPA z wydajnością 97% o następującym składzie: 2-MPA - 3,4%, 6-C-2-MPA -3,1%, MCPA -91,4%, 4,6-DC-2-MPA -2,1%.

174 569

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób otrzymywania kwasu 2-metylo-4-chlorofenoksyoctowego (MCPA) polegający na jednoetapowym procesie kondensacji 2-metylofenolu z kwasem chlorooctowym, w środowisku wodno-alkalicznym, przy jednoczesnym dozowaniu kwasu chlorooctowego i ługu sodowego przy pH > 11, w temperaturze > 100°C, a następnie chlorowaniu otrzymanego kwasu
2. 2-metylofenoksyoctowego (MPA) za pomocą podchlorynu sodowego w obecności katalizatora chlorowania, znamienny tym, że do reakcji chlorowania używa się mieszaninę wodną kwasu MPA i kwasu glikolowego zawierającą nie więcej niż 0,5% wolnego 2-metylofenolu oraz podchloryn sodowy stabilizowany kwasem mineralnym do zawartości maksymalnej 7 g/l wolnego wodorotlenku sodowego i pH 10-11.