RU2510629C1 - Method of obtaining pentaerythrite trichlorohydrin - Google Patents

Method of obtaining pentaerythrite trichlorohydrin Download PDF

Info

Publication number
RU2510629C1
RU2510629C1 RU2012156077/04A RU2012156077A RU2510629C1 RU 2510629 C1 RU2510629 C1 RU 2510629C1 RU 2012156077/04 A RU2012156077/04 A RU 2012156077/04A RU 2012156077 A RU2012156077 A RU 2012156077A RU 2510629 C1 RU2510629 C1 RU 2510629C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pentaerythritol
trichlorohydrin
pentaerythrite
chloride
reaction
Prior art date
Application number
RU2012156077/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ен Док Ан
Федор Игнатьевич Афанасьев
Валерий Альбертович Ихсанов
Раиль Наилевич Фаткуллин
Эльвира Алексеевна Минниханова
Земфира Фаизрахмановна Ситдикова
Николай Владимирович Пигин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Башкирская содовая компания"(ОАО "БСК")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Башкирская содовая компания"(ОАО "БСК") filed Critical Открытое акционерное общество "Башкирская содовая компания"(ОАО "БСК")
Priority to RU2012156077/04A priority Critical patent/RU2510629C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2510629C1 publication Critical patent/RU2510629C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: pentaerythrite is subjected to interaction with chloranhydrides of organic acids C2-C5 of normal and iso-structure. Reaction is realised at temperature 150-200°C, preferably 170-190°C, in closed reactor with obtaining monoether of pentaerythrite trichlorohydrin with the following removal of carboxyl group by alkaline or acid hydrolysis or transesterification with alcohols C1÷C3 in presence of catalysts - acids of Lewis and(or) Brensted. Obtained pentaerythrite trichlorohydrin is clarified by vacuum distillation.
EFFECT: method makes it possible to simplify the process and simultaneously increase its selectivity.
1 tbl, 12 ex

Description

Изобретение относится к способам синтеза хлоридов пентаэритрита, в частности к способу получения трихлоргидрина пентаэритрита, который используют в качестве полупродукта в процессах органического синтеза. Трихлоргидрин пентаэритрита широко применяют для получения хлорированных полиэфиров, обладающих ценными механическими, диэлектрическими и химическими свойствами, а именно пониженной горючестью и способностью к самостоятельному затуханию, кроме того, они характеризуются высокой теплостойкостью.The invention relates to methods for the synthesis of pentaerythritol chlorides, in particular to a method for producing pentaerythritol trichlorohydrin, which is used as an intermediate in organic synthesis processes. Trichlorohydrin pentaerythritol is widely used to produce chlorinated polyesters with valuable mechanical, dielectric and chemical properties, namely, reduced flammability and the ability to independently attenuate, in addition, they are characterized by high heat resistance.

Известен способ получения трихлоргидрина пентаэритрита путем взаимодействия пентаэритрита с тионилхлоридом в среде пиридина при мольном соотношении пентаэритрит:хлористый тионил:пиридин 1:4:4, в зависимости от целевого продукта. Способ осуществляют следующим образом.A known method of producing pentaerythritol trichlorohydrin by reacting pentaerythritol with thionyl chloride in a pyridine medium with a molar ratio of pentaerythritol: thionyl chloride: pyridine 1: 4: 4, depending on the target product. The method is as follows.

В реакторе, снабженном мешалкой, обратным холодильником и дозирующим устройством, перемешивают заданное количество пентаэритрита и пиридина при температуре реакционной смеси 0-5°С. Через дозирующее устройство с определенной скоростью в реактор вводят 2/3 части расчетного количества хлористого тионила. Оставшуюся 1/3 часть вводят в реактор со скоростью, исключающей кристаллизацию содержимого реактора. После этого реакционную массу нагревают до прекращения выделения газов. После охлаждения в реактор добавляют равный объем воды. Водный слой декантируют и экстрагируют сначала 3 раза бензолом, а затем 3 раза эфиром. Соединяют эфирно-бензольный экстракт с водонерастворимым слоем, сушат, отгоняют эфир и бензол и фракционируют при пониженном давлении. Выход хлоргидринов пентаэритрита составляет 70% от теоретического [A.Moradien, J.B.Cloke, Am. Chem. Soc., 67, 942 (1945)].In a reactor equipped with a stirrer, reflux condenser and a metering device, a predetermined amount of pentaerythritol and pyridine is stirred at a temperature of the reaction mixture 0-5 ° C. At a certain rate, 2/3 of the calculated amount of thionyl chloride is introduced into the reactor through a metering device. The remaining 1/3 part is introduced into the reactor at a rate that excludes crystallization of the contents of the reactor. After that, the reaction mass is heated until gas evolution ceases. After cooling, an equal volume of water is added to the reactor. The aqueous layer is decanted and extracted first 3 times with benzene and then 3 times with ether. The ether-benzene extract was combined with a water-insoluble layer, dried, ether and benzene were distilled off, and fractionated under reduced pressure. The yield of pentaerythritol chlorohydrins is 70% of theoretical [A. Moradien, J.B. Cloke, Am. Chem. Soc., 67, 942 (1945)].

Недостатком этого способа является сложность синтеза, обусловленная необходимостью его проведения при пониженной температуре, с последующим использованием воды для выделения продуктов синтеза и органических легколетучих растворителей для экстрагирования целевых продуктов, что требует дополнительных технологических операций, связанных с регенерацией пиридина и растворителей.The disadvantage of this method is the complexity of the synthesis, due to the need to conduct it at a low temperature, followed by the use of water to isolate the products of synthesis and organic volatile solvents to extract the target products, which requires additional technological operations associated with the regeneration of pyridine and solvents.

Известен способ получения трихлоргидрина пентаэритрита, по которому в реактор загружают пентаэритрит, органическую кислоту и фракцию бензина с т.кип. 60-185°С, необходимую для удаления воды, образующейся при реакции. Смесь нагревают до 120-130°С и затем через фильтр Шотта пропускают хлористый водород. При этом в течение 1-2 ч температуру поднимают до 200-220°С. Скорость пропускания хлористого водорода 110 л/ч на 1 кг пентаэритрита, расход хлористого водорода 200% от теоретического. По мере протекания реакции этерификации и гидрохлорирования образующаяся вода удаляется из реакционной зоны с бензином, который собирают в водоотделителе.A known method of producing trichlorohydrin pentaerythritol, in which pentaerythritol, organic acid and a fraction of gasoline are charged into the reactor with so on. 60-185 ° C, necessary to remove water formed during the reaction. The mixture is heated to 120-130 ° C and then hydrogen chloride is passed through a Schott filter. At the same time, within 1-2 hours the temperature is raised to 200-220 ° C. The transmission rate of hydrogen chloride is 110 l / h per 1 kg of pentaerythritol, the consumption of hydrogen chloride is 200% of theoretical. As the esterification and hydrochlorination reactions proceed, the resulting water is removed from the reaction zone with gasoline, which is collected in a water separator.

Воду, содержащую примерно 30% хлористого водорода, сливают, а бензин направляют обратно в реактор. Для удаления растворенного хлористого водорода полученный продукт промывают водой.Water containing approximately 30% hydrogen chloride is drained, and gasoline is sent back to the reactor. To remove dissolved hydrogen chloride, the resulting product is washed with water.

Молярное соотношение пентаэритрита и органической кислоты 1:1 или 1:0,75. В этих условиях выход трихлоргидрина и эфирхлоргидрина пентаэритрита составляет около 75% от теоретического в расчете на исходное количество пентаэритрита. [Д.М.Рудковский, Е.К.Ремиз, С.В.Кацман, ЖПХ, №1, 1961 г., с.16].The molar ratio of pentaerythritol to organic acid is 1: 1 or 1: 0.75. Under these conditions, the yield of trichlorohydrin and pentaerythritol etherchlorohydrin is about 75% of the theoretical based on the initial amount of pentaerythritol. [D.M. Rudkovsky, E.K. Remiz, S.V. Katsman, Housing and communal services, No. 1, 1961, p.16].

Недостатком этого способа является использование избыточного количества хлористого водорода, часть которого безвозвратно теряется; высокие температуры процесса; образование воды и необходимость вывода ее из реакционной зоны, что требует применения растворителя.The disadvantage of this method is the use of excess hydrogen chloride, part of which is irretrievably lost; high process temperatures; the formation of water and the need to withdraw it from the reaction zone, which requires the use of a solvent.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения хлоргидринов пентаэритрита, где хлористый водород пропускают в смесь уксусной кислоты и воды при 0°С до тех пор, пока не будет адсорбировано расчетное количество HCl. Полученную смесь загружают в автоклав вместе с пентаэритритом. Автоклав закрывают и нагревают до 160°С в течение 8 часов. Затем автоклав охлаждают до комнатной температуры и реакционную смесь выливают в воду. Полученный ацетат трихлоргидрина пентаэритрита выделяют экстрагированием метиленхлоридом. Растворитель удаляют и оставшееся масло кипятят в течение ночи с 500 мл метанола и 50 мл концентрированной соляной кислоты. Смесь метилацетата и метанола медленно отгоняют. Трихлоргидрин пентаэритрита фракционируют или выделяют из этилацетата перекристаллизацией. Выход продукта составляет 90% от теоретического [У.Серенсон, Т.Кемпбел. «Препаративные методы химии полимеров», 1963 г., стр.306].Closest to the claimed invention is a method for producing pentaerythritol chlorohydrins, where hydrogen chloride is passed into a mixture of acetic acid and water at 0 ° C until a calculated amount of HCl is adsorbed. The resulting mixture was loaded into an autoclave together with pentaerythritol. The autoclave is closed and heated to 160 ° C for 8 hours. Then the autoclave was cooled to room temperature and the reaction mixture was poured into water. The resulting pentaerythritol trichlorohydrin acetate was isolated by extraction with methylene chloride. The solvent was removed and the remaining oil was boiled overnight with 500 ml of methanol and 50 ml of concentrated hydrochloric acid. A mixture of methyl acetate and methanol is slowly distilled off. Pentaerythritol trichlorohydrin is fractionated or isolated from ethyl acetate by recrystallization. The product yield is 90% of theoretical [W. Serenson, T. Campbell. "Preparative methods of polymer chemistry", 1963, p.306].

Недостатком известного метода является необходимость предварительного насыщения уксусной кислоты хлористым водородом, высокая коррозионная агрессивность реакционной среды, необходимость выделения продуктов синтеза промывной водой и экстракцией.The disadvantage of this method is the need for preliminary saturation of acetic acid with hydrogen chloride, high corrosiveness of the reaction medium, the need to isolate the synthesis products with wash water and extraction.

Задачей изобретения является упрощение процесса при одновременном повышении его селективности.The objective of the invention is to simplify the process while increasing its selectivity.

Технический результат от использования изобретения заключается в преимуществах предлагаемого способа, а именно в том, что в процессе синтеза и при выделении продуктов не участвует и не образуется вода, а также исключается необходимость использования растворителей для экстракции.The technical result from the use of the invention lies in the advantages of the proposed method, namely that in the synthesis process and in the isolation of products, water does not participate and does not form, and the need to use solvents for extraction is also eliminated.

Вышеуказанный технический результат достигается способом получения трихлоргидрина пентаэритрита из пентаэритрита, особенность которого заключается в том, что его получают взаимодействием пентаэритрита с хлорангидридами органических кислот С25 нормального и изо-строения в количестве, достаточном для замещения ОН-групп в пентаэритртите, при этом реакцию осуществляют при температуре 150-200°С, предпочтительно 170-190°С, в закрытом реакторе с получением моноэфира трихлоргидрина пентаэритрита с последующим снятием карбоксильной группы щелочным или кислотным гидролизом либо переэтерификацией со спиртами C1÷С3 в присутствии катализаторов - кислот Льюиса и (или) Бренстеда, и вакуумной перегонкой трихлогидрина пентаэритрита.The above technical result is achieved by the method of obtaining pentaerythritol trichlorohydrin from pentaerythritol, the peculiarity of which is that it is obtained by the interaction of pentaerythritol with organic acid chlorides C 2 -C 5 normal and iso-structure in an amount sufficient to replace OH groups in pentaerythritol, while the reaction is carried out at a temperature of 150-200 ° C, preferably 170-190 ° C, in a closed reactor to obtain pentaerythritol trichlorohydrin monoester followed by removal of the carboxyl group by local or acid hydrolysis or transesterification with C 1 ÷ C 3 alcohols in the presence of catalysts - Lewis and / or Bronsted acids, and by vacuum distillation of pentaerythritol trichohydrin.

Способ иллюстрируется следующими примерами.The method is illustrated by the following examples.

Пример 1. В металлический реактор загружают 120 г пентаэритрита и 276 г ацетилхлорида. Реактор закрывают и нагревают при 180°С в течение 12 ч. Затем реактор вскрывают, выгружают и отгоняют образовавшуюся уксусную кислоту. Таким образом, получают ацетат трихлоргидрина пентаэритрита, с содержанием основного вещества 98,5% масс. Далее полученный продукт подвергают переэтерификации по одному из способов снятия карбоксильной группы, для этого в колбу, снабженную ректификационной колонкой высотой 1000 мм и диаметром 25 мм, загружают ацетат трихлоргидрина пентаэритрита, 150 г этанола и 3 г п-толуолсульфокислоты. Смесь кипятят с одновременным отгоном этилацетата, об окончании реакции судят по повышению температуры дистиллята до 77-78°С. Полученный трихлоргидрин-сырец осветляют вакуумной перегонкой и получают целевой продукт с содержанием 98-99%.Example 1. 120 g of pentaerythritol and 276 g of acetyl chloride are charged into a metal reactor. The reactor was closed and heated at 180 ° C for 12 hours. Then, the reactor was opened, unloaded and the acetic acid formed was distilled off. Thus, get pentaerythritol trichlorohydrin acetate, with a basic substance content of 98.5% of the mass. Next, the obtained product is subjected to transesterification according to one of the methods for removing the carboxyl group, for this purpose, pentaerythritol trichlorohydrin acetate, 150 g of ethanol and 3 g of p-toluenesulfonic acid are charged into a flask equipped with a distillation column 1000 mm high and 25 mm in diameter. The mixture is boiled with simultaneous distillation of ethyl acetate, the end of the reaction is judged by increasing the temperature of the distillate to 77-78 ° C. The crude trichlorohydrin obtained is clarified by vacuum distillation and the desired product is obtained with a content of 98-99%.

Примеры 2-12 осуществляют аналогично примеру 1. Полученные результаты осуществления способа по примерам приведены в таблице 1.Examples 2-12 are carried out analogously to example 1. The obtained results of the method according to the examples are shown in table 1.

Взаимодействие пентаэритрита с хлорангидридами кислот C2-C5 нормального и изо- строения, а именно хлорангидридами пропионовой, масляной, изомасляной, изомерами валериановой кислоты (н-пентановой, 3-метилбутановой, 2-метилбутановой, 2,2-диметилпропановой), включая хлорангидриды кислот по примерам 1-12, происходит по химической реакции в соответствии с нижеприведенной формулойThe interaction of pentaerythritol with acid chlorides of C 2 -C 5 acids of normal and structure, namely propionic, butyric, isobutyric, isomers of valerianic acid (n-pentanoic, 3-methylbutanoic, 2-methylbutanoic, 2,2-dimethylpropanoic), including chlorohydride acids according to examples 1-12, occurs by chemical reaction in accordance with the following formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где R=CnH2n+1 - нормального и изо-строения, n=1÷4.where R = C n H 2n + 1 - normal and iso-structure, n = 1 ÷ 4.

Условия и последовательность проведения технологических приемов при осуществлении способа взаимодействия пентаэритрита с хлорангидридами карбоновых кислот C2-C5 нормального и изо-строения находятся в рамках заявляемого технического решения, и, следовательно, указанная категория хлорангидридов в полном объеме входит в объем притязаний в соответствии с формулой изобретения.The conditions and sequence of carrying out technological methods when implementing the method for the interaction of pentaerythritol with carboxylic acid chlorides of C 2 -C 5 of normal and iso-structure are within the scope of the claimed technical solution, and, therefore, this category of acid chlorides is fully included in the scope of claims in accordance with the formula inventions.

Таблица 1Table 1 Получение трихлоргидрина пентаэритрита из пентаэритритаPreparation of pentaerythritol trichlorohydrin from pentaerythritol Хлорангидрид карбоновой кислотыCarboxylic acid chloride Т реакции, °СT reaction, ° C Время реакции, часReaction time, hour Концентрация эфира трихлоргидрина пентаэритрита, % масс.The concentration of ester of trichlorohydrin pentaerythritol,% wt. Концентрация. трихлоргидрина пентаэритрита, % масс.Concentration. pentaerythritol trichlorohydrin,% wt. Выход трихлоргидрина пентаэритрита, % масс.The yield of trichlorohydrin pentaerythritol,% wt. 1one АцетилхлоридAcetyl chloride 180180 14fourteen 98,6198.61 99,3299.32 94,2794.27 22 ПропионилхлоридPropionyl chloride 180180 14fourteen 96,3996.39 98,6898.68 92,5892.58 33 БутирилхлоридButyryl chloride 180180 14fourteen 95,8695.86 98,4798.47 93,1293.12 4four ИзобутирилхлоридIsobutyryl chloride 180180 14fourteen 96,5496.54 97,9897.98 92,6192.61 55 ВалероилхлоридValeroyl chloride 180180 14fourteen 97,1197.11 98,2198.21 91,8991.89 66 ИзовалерилхлоридIsovaleryl chloride 180180 15fifteen 95,9995,99 98,8698.86 92,3392.33 77 АцетилхлоридAcetyl chloride 150150 18eighteen 94,6094.60 95,3295.32 91,2391.23 88 ПропионилхлоридPropionyl chloride 190190 1212 95,4095.40 97,5897.58 90,5890.58 99 БутирилхлоридButyryl chloride 170170 1616 95,8695.86 96,7796.77 91,091.0 1010 ИзобутирилхлоридIsobutyryl chloride 160160 1717 94,6494.64 95,9995,99 89,6189.61 11eleven ВалероилхлоридValeroyl chloride 190190 11eleven 96,3096.30 96,2196.21 90,8990.89 1212 ИзовалерилхлоридIsovaleryl chloride 200200 99 96,9996,99 96,8196.81 90,1390.13

Claims (1)

Способ получения трихлоргидрина пентаэритрита из пентаэритрита, отличающийся тем, что пентаэритрит подвергают взаимодействию с хлорангидридами органических кислот C2-C5 нормального и изо-строения, при этом реакцию осуществляют при температуре 150-200°C, предпочтительно 170-190°C, в закрытом реакторе с получением моноэфира трихлоргидрина пентаэритрита с последующим снятием карбоксильной группы щелочным или кислотным гидролизом либо переэтерификацией со спиртами С1÷С3 в присутствии катализаторов - кислот Льюиса и(или) Бренстеда - и осветлением полученного трихлоргидрина пентаэритрита вакуумной перегонкой. A method for producing pentaerythritol trichlorohydrin from pentaerythritol, characterized in that pentaerythritol is reacted with normal and iso-structure organic acids C 2 -C 5 , the reaction being carried out at a temperature of 150-200 ° C, preferably 170-190 ° C, in a closed reactor to produce pentaerythritol trichlorohydrin monoester followed by removal of the carboxyl group by alkaline or acid hydrolysis or transesterification with С 1 ÷ С 3 alcohols in the presence of catalysts - Lewis and (or) Bronsted acids - and clarified using the obtained trichlorohydrin pentaerythritol by vacuum distillation.
RU2012156077/04A 2012-12-24 2012-12-24 Method of obtaining pentaerythrite trichlorohydrin RU2510629C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012156077/04A RU2510629C1 (en) 2012-12-24 2012-12-24 Method of obtaining pentaerythrite trichlorohydrin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012156077/04A RU2510629C1 (en) 2012-12-24 2012-12-24 Method of obtaining pentaerythrite trichlorohydrin

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2510629C1 true RU2510629C1 (en) 2014-04-10

Family

ID=50437551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012156077/04A RU2510629C1 (en) 2012-12-24 2012-12-24 Method of obtaining pentaerythrite trichlorohydrin

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2510629C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5332790A (en) * 1988-09-28 1994-07-26 Exfluor Research Corporation Liquid-phase fluorination
RU2287515C1 (en) * 2005-08-15 2006-11-20 Институт нефтехимии и катализа РАН PROCESS FOR PRODUCING α,ω-CHLOROALKANES (CHLOROHYDRINS)

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5332790A (en) * 1988-09-28 1994-07-26 Exfluor Research Corporation Liquid-phase fluorination
RU2287515C1 (en) * 2005-08-15 2006-11-20 Институт нефтехимии и катализа РАН PROCESS FOR PRODUCING α,ω-CHLOROALKANES (CHLOROHYDRINS)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
K. M. LYNCH et al., 3-Chloro-2-(chloromethyl)-1-propene, ORGANIC SYNTHESES, 1998, vol. 75, pp. 89-97. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5051509B2 (en) Method for producing 2,5-furandicarboxylic acid diester
CN107602372B (en) Process for producing fatty acid
CN112661639A (en) Synthesis method of 4-acetylbutyrate compound
RU2646220C2 (en) New alicycle diol compound and method of its obtainment
TW201111338A (en) Process for recovering valued compounds from a stream derived from purification of methyl methacrylate
RU2510629C1 (en) Method of obtaining pentaerythrite trichlorohydrin
JP2013227345A (en) Synthesis of half ester
CN103097372A (en) Process for producing dioxolane
CN110563551B (en) Method for synthesizing trans-2-alkene-4-alkyne-1-alcohol compound
CN103804190B (en) A kind of synthetic method of succinic acid two tertiary alkyl ester
JP7194947B2 (en) Method for producing cyclopentenone derivative
RU2616004C1 (en) Method for processing of high-boiling by-products of trimethylpropane production process
CN1566064A (en) Process for preparing azelaic acid by oleic acid phase transfer catalytic oxidation
JP5604698B2 (en) Method for preparing acylbenzene
JPS631935B2 (en)
CN106103402B (en) The method that aliphatic dialkyl ester is synthesized by vegetable oil
JP2017513940A (en) Processing process for homoserine compounds
EP2994450A1 (en) Process of production of dehydrolinalyl acetate (ii)
JP2010138096A (en) METHOD FOR PRODUCING 2-t-BUTOXYETHYL ACETATE OR 1-(t-BUTOXY)-2-PROPYL ACETATE
RU2813024C1 (en) Method of producing 2-oxoadamantane-1-carboxylic acid
JP2015017071A (en) Method for producing ester by using 4-methyltetrahydrofuran as solvent
CN101665427B (en) Process for preparing 5-bromo-n-valeryl bromide
RU2789155C2 (en) Method for obtaining high-purity tetraisobutyrates and tetrapivalates of pentaerythritol
EP4119537B1 (en) Vinylether compounds, aldehyde compound, process for preparing the aldehyde compound and a carboxylate compound therefrom
RU2436791C1 (en) Method of producing betulinol diacetate