RU2174505C1 - Method of preparing functionally substituted methylene cyclobutane - Google Patents
Method of preparing functionally substituted methylene cyclobutane Download PDFInfo
- Publication number
- RU2174505C1 RU2174505C1 RU2000103966A RU2000103966A RU2174505C1 RU 2174505 C1 RU2174505 C1 RU 2174505C1 RU 2000103966 A RU2000103966 A RU 2000103966A RU 2000103966 A RU2000103966 A RU 2000103966A RU 2174505 C1 RU2174505 C1 RU 2174505C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- allene
- allen
- ethylene derivative
- carried out
- functionally substituted
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтехимической промышленности и, более конкретно, к способу получения функционально замещенного метиленциклобутана. The invention relates to the petrochemical industry and, more specifically, to a method for producing functionally substituted methylene cyclobutane.
Функционально замещенные метиленциклобутаны находят применение в качестве исходных соединений для получения жидких кристаллов, мономеров в производстве различных полимеров специального назначения, в синтезе биологически активных веществ и в синтезе целого ряда соединений, содержащих циклобутановые фрагменты в молекулах. Functionally substituted methylenecyclobutanes are used as starting compounds for the production of liquid crystals, monomers in the production of various special polymers, in the synthesis of biologically active substances and in the synthesis of a number of compounds containing cyclobutane fragments in molecules.
Известен способ получения функционально замещенного метиленциклобутана - ангидрида метиленциклобутан-1,2-дикарбоновой кислоты (К.Alder and О.Ackermann, Chem.Ber. 90, 1697, 1957) [1]. В соответствии с этим способом аллен подвергают взаимодействию с малеиновым ангидридом под давлением ~20 ат при температурах ~250oC, выход замещенного метиленциклобутана в расчете загруженный аллен составляет около 20%. Этот способ не позволяет получить какие-либо замещенные метиленциклобутаны помимо упомянутого, т.е. не является универсальным.A known method of producing a functionally substituted methylene cyclobutane - methylene cyclobutane-1,2-dicarboxylic acid anhydride (K. Alder and O. Ackermann, Chem. Ber. 90, 1697, 1957) [1]. In accordance with this method, allen is reacted with maleic anhydride at a pressure of ~ 20 atmospheres at temperatures of ~ 250 o C, the yield of substituted methylene cyclobutane in the calculation of the loaded allen is about 20%. This method does not allow to obtain any substituted methylenecyclobutanes in addition to the above, i.e. not universal.
Известен также способ получения метиленциклобутанкарбонитрила из аллена и акрилонитрила (F. Caserio, et al, JACS, 80, p.5507-5513, 1958)[2]. Синтез проводят в среде толуола при 260-270oC с выходом целевого продукта ~60%. Процесс описан для получения метиленциклобутанкарбонитрила, сопровождается значительным смолообразованием, что приводит к непроизводительной затрате реагентов и затрудняет выделение целевого продукта.There is also known a method for producing methylene cyclobutanecarbonitrile from allen and acrylonitrile (F. Caserio, et al, JACS, 80, p.5507-5513, 1958) [2]. The synthesis is carried out in toluene at 260-270 o C with the release of the target product ~ 60%. The process is described to obtain methylenecyclobutanecarbonitrile, accompanied by significant gum formation, which leads to unproductive consumption of reagents and complicates the selection of the target product.
Более универсальным и наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является способ получения замещенных метиленциклобутанов, описанный в патенте США N 2914541, кл. 549-240, 1959 [3]. В соответствии с патентом функционально замещенные 3-метиленциклобутаны получают циклоприсоединением к алленам производных этилена, содержащих группы COOH, COOR, CN, CONH2 др. В качестве реагентов используют акриловую и метакриловую кислоты, а также нитрилы, амиды и низшие эфиры этих кислот и другие активированные олефины. Процесс осуществляют под давлением в специальном автоклаве, в жидкой фазе в среде растворителя, в присутствии ингибитора полимеризации - гидрохинона или фентиазина, или без него. Способ осуществляют при высокой конверсии аллена. При этом используют аллен с чистотой ~100%, что создает условия пожаро-взрывоопасности. Процесс проводят в периодическом режиме, при температуре ~ 150-250oC, в зависимости от используемого активированного этилена.More universal and closest in technical essence to the present invention is the method for producing substituted methylenecyclobutanes described in US patent N 2914541, CL. 549-240, 1959 [3]. In accordance with the patent, functionally substituted 3-methylenecyclobutanes are prepared by cycloaddition of ethylene derivatives containing COOH, COOR, CN, CONH 2 groups to allens. Acrylic and methacrylic acids, as well as nitriles, amides and lower esters of these acids and other activated olefins. The process is carried out under pressure in a special autoclave, in the liquid phase in a solvent medium, in the presence of a polymerization inhibitor - hydroquinone or fentiazine, or without it. The method is carried out at high conversion of allen. In this case, allen with a purity of ~ 100% is used, which creates fire and explosion hazard conditions. The process is carried out in a batch mode, at a temperature of ~ 150-250 o C, depending on the used activated ethylene.
Способ [3] характеризуется периодичностью процесса, невысокой производительностью по целевому продукту. Процесс довольно длителен и требует специального оборудования. Значительное количество побочных продуктов затрудняет выделение целевых метиленциклобутанов. Кроме того, осуществление способа циклоприсоединения активированных олефинов к аллену в жидкой фазе приводит к постепенному снижению концентрации реагентов в реакционной среде и падению скорости их превращения. The method [3] is characterized by the frequency of the process, low productivity of the target product. The process is quite lengthy and requires special equipment. A significant amount of by-products makes it difficult to isolate the desired methylene cyclobutanes. In addition, the implementation of the method of cycloaddition of activated olefins to allene in the liquid phase leads to a gradual decrease in the concentration of reagents in the reaction medium and a decrease in the rate of their conversion.
Задачей настоящего изобретения, таким образом, являлось создание более производительного способа получения функционально замещенного метиленциклобутана с одновременным упрощением технологии его осуществления. The present invention, therefore, was the creation of a more productive method for producing a functionally substituted methylene cyclobutane while simplifying the technology for its implementation.
Было найдено, что сформулированная задача, в соответствии с настоящим изобретением, решается способом получения функционально замещенного метиленциклобутана путем взаимодействия аллена с производным этилена, содержащим группу -COOH или -COOR, или -CN, при повышенной температуре, с последующим разделением продуктов реакции и выделением целевого продукта ректификацией, отличающегося тем, что в качестве источника аллена используют алленсодержащий газ с содержанием аллена 10 - 80%, в качестве производного этилена, содержащего группу -COOR, используют алкиловый эфир с R = C1-C4, процесс проводят в паровой фазе, при температуре выше 350oC до конверсии аллена не выше 60%, на выходе из реактора продукты реакции закаливают и разделяют ректификацией, целевой продукт отводят в качестве товарного, непрореагировавшие аллен и производное этилена возвращают в процесс, способ осуществляют предпочтительно до конверсии 20-30% при 400-550oC и давлении 1-1,0 мПа, алкиловый эфир -COOC4 - бутиловый эфир с радикалом нормального, изо- или третичного строения.It was found that the stated problem, in accordance with the present invention, is solved by a method for producing a functionally substituted methylene cyclobutane by reacting an allene with an ethylene derivative containing the group —COOH or —COOR or —CN at an elevated temperature, followed by separation of the reaction products and isolation of the target distillation product, characterized in that an allen-containing gas with an allen content of 10 - 80% is used as an allen source, an ethylene derivative containing a -COOR group is used, m alkyl ester with R = C 1 -C 4, a process is carried out in the vapor phase at a temperature above 350 o C until the conversion of allene not more than 60% at the outlet of the reactor the reaction products are separated by rectification, and quenched, the desired product is withdrawn as a commodity, unreacted allene and an ethylene derivative are returned to the process, the method is preferably carried out up to a conversion of 20-30% at 400-550 o C and a pressure of 1-1.0 MPa, alkyl ether -COOC 4 - butyl ether with a radical of normal, iso- or tertiary structure .
В качестве сырья могут быть использованы активированные этилены, содержащие группу: -COOH - акриловая и метакриловая кислоты; -COOR - метилакрилат и метилметакрилат; -CN - нитрилы акриловой и метакриловой кислот. Activated ethylenes containing a group can be used as raw materials: —COOH — acrylic and methacrylic acids; —COOR — methyl acrylate and methyl methacrylate; -CN - nitriles of acrylic and methacrylic acids.
Осуществление процесса в паровой фазе позволяет обеспечить практически постоянное соотношение реагирующих веществ и гомогенность реакционной среды, следствием чего является минимальный градиент температур как по высоте реактора, так и в радиальном направлении. The implementation of the process in the vapor phase makes it possible to ensure an almost constant ratio of reacting substances and homogeneity of the reaction medium, resulting in a minimal temperature gradient both in the height of the reactor and in the radial direction.
В качестве источника аллена может быть использована метилацетиленалленовая фракция с содержанием аллена 10 - 80% аллена. Остальные компоненты: метилацетилен, пропилен, пропан и другие флегматизаторы. Использование такого сырья не оказывает влияние на качество получаемых целевых продуктов, позволяет обеспечить взрывопожаробезопасность процесса и сделать его более экономичным за счет снижения стоимости аллена. As a source of allen, a methylacetylenelenlene fraction with an allen content of 10 - 80% allen can be used. Other components: methylacetylene, propylene, propane and other phlegmatizers. The use of such raw materials does not affect the quality of the resulting target products, allows for the explosion and fire safety of the process and makes it more economical by reducing the cost of allen.
Способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет организовать процесс в непрерывном режиме, при практически постоянной концентрации реагирующих веществ, а следовательно, и с постоянной скоростью. Процесс отличается высокой селективностью, и при конверсии аллена ~30% реагенты расходуются преимущественно на получение целевых продуктов. Смолообразование при этом минимально. Это позволяет рециклизовать не вступившие в реакцию вещества для последующего их использования в процессе. Закаливание продуктов реакции на выходе из реактора обеспечивает поддержание требуемой конверсии аллена. Ограничение конверсии аллена верхним пределом 60% позволило не только обеспечить высокую селективность процесса, но и неожиданно - повысить производительность процесса, а в конечном итоге - выход целевого продукта. Таким образом, совокупность существенных признаков настоящего изобретения обеспечивает получение функционально замещенного метиленциклобутана более производительным и экономически выгодным, чем в прототипе, способом. В настоящем способе получения функционально замещенного метиленциклобутана не предусматривается использование ингибиторов, помимо содержащихся в продажном сырье. The method in accordance with the present invention allows to organize the process in a continuous mode, with a practically constant concentration of reacting substances, and therefore with a constant speed. The process is highly selective, and when converting allene, ~ 30% of the reagents are spent mainly on obtaining the target products. Resin formation is minimal. This allows you to recycle unreacted substances for their subsequent use in the process. Hardening of the reaction products at the outlet of the reactor maintains the required conversion of allen. Limiting the conversion of allene to an upper limit of 60% made it possible not only to ensure high selectivity of the process, but also unexpectedly to increase the productivity of the process, and ultimately the yield of the target product. Thus, the set of essential features of the present invention provides a functionally substituted methylenecyclobutane more efficient and cost-effective than in the prototype method. In the present method for producing a functionally substituted methylene cyclobutane, it is not intended to use inhibitors other than those contained in commercial raw materials.
Особо следует отметить значительное упрощение аппаратурного оформления технологического процесса, управления технологическими параметрами и выделения полученных при этом функционально замещенных метиленциклобутанов. Of particular note is the significant simplification of the instrumentation of the technological process, the control of technological parameters and the isolation of functionally substituted methylene cyclobutanes obtained in this process.
Процесс является непрерывным, что создает несомненные удобства при его промышленном освоении. The process is continuous, which creates undoubted convenience in its industrial development.
Для лучшего понимания изобретения на чертеже представлена технологическая схема получения функционально замещенного метиленциклобутана. For a better understanding of the invention, the drawing shows a flow diagram of the production of functionally substituted methylene cyclobutane.
Поток производного этилена I направляют в испаритель 1, на выходе из которого поток I смешивают в заданных соотношениях с потоком алленсодержащего газа II и эту смесь вводят в подогреватель 2. Нагретую до требуемой температуры сырьевую смесь направляют далее в реактор 3, в котором происходит циклоприсоединение производного этилена к аллену. Реакционную массу из реактора 3 вводят в закалочный аппарат 4, в котором происходит конденсация части компонентов продуктовой смеси. Газожидкостную смесь из аппарата 4 направляют далее в сепаратор 5, где разделяют газовую и жидкую фазы. Газовую фазу - поток III возвращают в рецикл на вход потока II, жидкую фазу - поток IV направляют на разделение в ректификационный узел 6, где выделяют производное этилена V - поток, возвращаемый в рецикл на вход потока I, функционально замещенный метиленциклобутан VI, и тяжелые продукты реакции VII. The stream of the ethylene derivative I is directed to the
Изобретение иллюстрируется конкретными примерами исполнения. The invention is illustrated by specific examples.
Примеры 1, 3. Получение метиленциклобутанкарбоновых кислот. Examples 1, 3. Obtaining methylenecyclobutanecarboxylic acids.
Поток производного этилена I - акриловую или метакриловую кислоту - направляют в подогреватель 1, на выходе из которого поток I смешивают в заданных соотношениях с потоком алленсодержащего газа II и эту смесь вводят в подогреватель 2. Нагретую до требуемой температуры сырьевую смесь направляют далее в реактор 3, в котором происходит циклоприсоединение производного этилена к аллену. Затем реакционную массу из реактора 3 вводят в закалочный аппарат 4, где происходит конденсация части компонентов продуктовой смеси. Газожидкостную смесь из аппарата 4 направляют далее в сепаратор 5 для разделения газовой и жидкой фаз. Газовую фазу - поток III, после осуществления необходимых технологических операций, возвращают в рецикл на вход потока II. Жидкую фазу - поток IV, направляют на разделение в ректификационный узел 6. В ректификационном узле 6 выделяют: производное этилена - поток V, возвращаемый в рецикл на вход потока I; функционально замещенный метиленциклобутан VI; и тяжелые продукты реакции VII. The stream of ethylene derivative I — acrylic or methacrylic acid — is sent to
Соотношение полученных продуктов: ~10% 2-метилен- и 90% 3-метиленциклобутанкарбоновых кислот. Результаты приведены в таблице. The ratio of the obtained products: ~ 10% 2-methylene- and 90% 3-methylenecyclobutanecarboxylic acids. The results are shown in the table.
Пример 2* (сравнительный) Получение метиленциклобутанкарбоновых кислот.Example 2 * (comparative) Obtaining methylenecyclobutanecarboxylic acids.
Получение метиленциклобутанкарбоновых кислот осуществляют жидкофазным циклоприсоединением акриловой кислоты к аллену в автоклаве в соответствии с условиями способа-прототипа. Условия процесса и результаты синтеза приведены в таблице. Obtaining methylenecyclobutanecarboxylic acids is carried out by liquid-phase cycloaddition of acrylic acid to allene in an autoclave in accordance with the conditions of the prototype method. The process conditions and synthesis results are shown in the table.
Примеры 4, 5, 6, 8. Получение эфиров метиленциклобутанкарбоновых кислот. Examples 4, 5, 6, 8. Preparation of methylenecyclobutanecarboxylic acid esters.
Процесс проводят аналогично примерам 1,3 с использованием эфиров акриловой и метакриловой кислот. Режимы и результаты осуществления синтеза эфиров метиленциклобутанкарбоновых кислот приведены в таблице. The process is carried out analogously to examples 1,3 using esters of acrylic and methacrylic acids. The modes and results of the synthesis of methylenecyclobutanecarboxylic acid esters are shown in the table.
Пример 7* (сравнительный). Получение эфиров метиленциклобутанкарбоновых кислот.Example 7 * (comparative). Obtaining esters of methylenecyclobutanecarboxylic acids.
Получение эфиров метиленциклобутанкарбоновых кислот осуществляют аналогично примеру 2 с использованием метилакрилата вместо акриловой кислоты. Условия процесса и результаты синтеза приведены в таблице. The preparation of methylenecyclobutanecarboxylic acid esters is carried out analogously to Example 2 using methyl acrylate instead of acrylic acid. The process conditions and synthesis results are shown in the table.
Примеры 9, 10, 13. Получение нитрилов метиленциклобутанкарбоновых кислот. Examples 9, 10, 13. Obtaining nitriles of methylenecyclobutanecarboxylic acids.
Способ осуществляют аналогично примерам 1, 3, с использованием соответственно акрило- и метакрилонитрила. Условия процесса и результаты синтеза приведены в таблице. The method is carried out analogously to examples 1, 3, using acrylo- and methacrylonitrile, respectively. The process conditions and synthesis results are shown in the table.
Примеры 11*, 12* (сравнительные). Получение нитрилов метиленциклобутанкарбоновых кислот.Examples 11 * , 12 * (comparative). Obtaining nitriles of methylenecyclobutanecarboxylic acids.
Получение нитрилов метиленциклобутанкарбоновых кислот осуществляют аналогично примеру 2* с использованием акрилонитрила взамен акриловой кислоты в жидкой фазе. Условия процесса и результаты приведены в таблице.Obtaining nitriles of methylenecyclobutanecarboxylic acids is carried out analogously to example 2 * using acrylonitrile instead of acrylic acid in the liquid phase. The process conditions and results are shown in the table.
Как видно из данных, приведенных в таблице, в соответствии с настоящим изобретением, производительность процесса по целевым продуктам более чем в 10 раз превышает производительность способа-прототипа. As can be seen from the data given in the table, in accordance with the present invention, the productivity of the process for the target products is more than 10 times the productivity of the prototype method.
При этом помимо повышения производительности установки, увеличивается также выход целевых продуктов вследствие увеличения селективности процесса циклоприсоединения и рециклизации сырья, что обеспечивает экономичность процесса. Кроме того, значительно упрощена технология получения функционально замещенных метиленциклобутанов с точки зрения аппаратурного оформления, управления процессом и выделения целевых продуктов. Moreover, in addition to increasing the productivity of the installation, the yield of the target products also increases due to an increase in the selectivity of the process of cycloaddition and recycling of raw materials, which ensures the efficiency of the process. In addition, the technology for producing functionally substituted methylene cyclobutanes from the point of view of hardware design, process control and isolation of target products has been greatly simplified.
Способ получения функционально замещенного метиленциклобутана, в соответствии с настоящим изобретением, может быть осуществлен на серийных промышленных установках нефтехимических производств без значительных капитальных вложений. Технология получения целевых продуктов более проста, удобна и экономична, чем в способе-прототипе. A method of obtaining a functionally substituted methylene cyclobutane, in accordance with the present invention, can be carried out in serial industrial plants of petrochemical plants without significant capital investments. The technology for obtaining the target products is simpler, more convenient and economical than in the prototype method.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000103966A RU2174505C1 (en) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | Method of preparing functionally substituted methylene cyclobutane |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000103966A RU2174505C1 (en) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | Method of preparing functionally substituted methylene cyclobutane |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2174505C1 true RU2174505C1 (en) | 2001-10-10 |
RU2000103966A RU2000103966A (en) | 2001-11-10 |
Family
ID=20230767
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000103966A RU2174505C1 (en) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | Method of preparing functionally substituted methylene cyclobutane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2174505C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7576110B2 (en) | 2005-09-22 | 2009-08-18 | Abbott Laboratories | Benzothiazole cyclobutyl amine derivatives |
CN106748630A (en) * | 2016-11-28 | 2017-05-31 | 孟祥寨 | A kind of synthetic method of antalgesic intermediate Bromomethylcyclobutane |
CN107805197A (en) * | 2017-11-24 | 2018-03-16 | 常州沃腾化工科技有限公司 | A kind of synthetic method of cyclobutyl formate |
CN113493396A (en) * | 2020-04-08 | 2021-10-12 | 南京药石科技股份有限公司 | Process for preparing 3-methylenecyclobutyl derivatives |
-
2000
- 2000-02-18 RU RU2000103966A patent/RU2174505C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ТАББЕР А.М. Термическая цикломеризация аллена и его производных. -М.; 1975. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7576110B2 (en) | 2005-09-22 | 2009-08-18 | Abbott Laboratories | Benzothiazole cyclobutyl amine derivatives |
US8592467B2 (en) | 2005-09-22 | 2013-11-26 | Abbvie Inc. | Benzothiazole cyclobutyl amine derivatives |
CN106748630A (en) * | 2016-11-28 | 2017-05-31 | 孟祥寨 | A kind of synthetic method of antalgesic intermediate Bromomethylcyclobutane |
CN107805197A (en) * | 2017-11-24 | 2018-03-16 | 常州沃腾化工科技有限公司 | A kind of synthetic method of cyclobutyl formate |
CN113493396A (en) * | 2020-04-08 | 2021-10-12 | 南京药石科技股份有限公司 | Process for preparing 3-methylenecyclobutyl derivatives |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2606130C2 (en) | Method of producing tert-butylphenol from c4-raffinate stream | |
RU2006145360A (en) | METHOD FOR PRODUCING DIALKYL ETHER OF NAPHTHALENEDIC CARBONIC ACID (OPTIONS) | |
RU2174505C1 (en) | Method of preparing functionally substituted methylene cyclobutane | |
JPS6364418B2 (en) | ||
CN101003482A (en) | Method for preparing trimethylolpropane trimethyl acrylic ester | |
Sert et al. | Application of green catalysts for the esterification of benzoic acid with different alcohols | |
CN1155556C (en) | Process for the preparation of methyl methacrylate | |
KR102482504B1 (en) | Method for the preparation of t-butyl methacrylate | |
US5436364A (en) | Process for producing dimethyl 2,6-naphthalene-dicarboxylate | |
RU2114830C1 (en) | Method of preparing polymerization inhibitor of unsaturated hydrocarbons | |
CN112707883A (en) | Preparation method of epsilon-caprolactone | |
RU2186764C1 (en) | Method of synthesis of methylenecyclobutane carbonitrile | |
US4156101A (en) | Low molecular weight tert.-alcohols | |
CN115490613B (en) | Preparation method of aromatic nitrile compound | |
EP0502387B1 (en) | Process for producing 3,3',4,4'-tetramethyldiphenylmethane | |
WO2023182349A1 (en) | Method for producing salicylic acid ester | |
JPH11269129A (en) | Production of polyol (meth)acrylate | |
CN117466854A (en) | Method for synthesizing norbornene dicarboxylic anhydride by micro-channel reactor | |
US5412146A (en) | Process for the preparation of 2-cyanoacetoxypropionic esters | |
CN116640249A (en) | Method for synthesizing olefin functional polymer and co-producing alkane | |
JPS61158953A (en) | Dimetrization of acrylonitrile | |
SU679561A1 (en) | Method of obtaining cis-pentadiene-1,3 | |
RU1777597C (en) | Method for production of 2-acetoxycyclohexene | |
JPH0369337B2 (en) | ||
CN116606209A (en) | Synthesis method of 2-hydroxy-3-chloropropyl methacrylate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20090209 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130219 |