RU2786692C1 - Method for obtaining 3,5-xylenol - Google Patents
Method for obtaining 3,5-xylenol Download PDFInfo
- Publication number
- RU2786692C1 RU2786692C1 RU2022127397A RU2022127397A RU2786692C1 RU 2786692 C1 RU2786692 C1 RU 2786692C1 RU 2022127397 A RU2022127397 A RU 2022127397A RU 2022127397 A RU2022127397 A RU 2022127397A RU 2786692 C1 RU2786692 C1 RU 2786692C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acetone
- xylenol
- temperature
- ymmm
- condensation
- Prior art date
Links
- TUAMRELNJMMDMT-UHFFFAOYSA-N 3,5-xylenol Chemical compound CC1=CC(C)=CC(O)=C1 TUAMRELNJMMDMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 17
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 claims abstract description 3
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 7
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 229940064005 Antibiotic throat preparations Drugs 0.000 abstract description 2
- 229940083879 Antibiotics FOR TREATMENT OF HEMORRHOIDS AND ANAL FISSURES FOR TOPICAL USE Drugs 0.000 abstract description 2
- 229940042052 Antibiotics for systemic use Drugs 0.000 abstract description 2
- 229940042786 Antitubercular Antibiotics Drugs 0.000 abstract description 2
- 229940093922 Gynecological Antibiotics Drugs 0.000 abstract description 2
- 229940024982 Topical Antifungal Antibiotics Drugs 0.000 abstract description 2
- 229940046009 Vitamin E Drugs 0.000 abstract description 2
- 229930003427 Vitamin E Natural products 0.000 abstract description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K [O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 2
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003115 biocidal Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000249 desinfective Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 abstract description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 2
- 229940079866 intestinal antibiotics Drugs 0.000 abstract description 2
- 230000003000 nontoxic Effects 0.000 abstract description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 abstract description 2
- 229940005935 ophthalmologic Antibiotics Drugs 0.000 abstract description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 abstract description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000010723 turbine oil Substances 0.000 abstract description 2
- 235000019165 vitamin E Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000011709 vitamin E Substances 0.000 abstract description 2
- 150000003712 vitamin E derivatives Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSHKDIHEZKCYDU-UHFFFAOYSA-N C1(CC(=CC=C1)C)(C)S(=O)(=O)O Chemical class C1(CC(=CC=C1)C)(C)S(=O)(=O)O QSHKDIHEZKCYDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N al2o3 Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области органического синтеза, а именно к способу получения 3,5-ксиленола.The invention relates to the field of organic synthesis, and in particular to a method for producing 3,5-xylenol.
3,5-Ксиленол представляет практический интерес в качестве сырья для производства лекарственных препаратов (антибиотики), биологически активных веществ (витамин Е), высококачественных полиэфирных волокон, пленок и покрытий пищевого и технического назначения, высокоэффективных дезинфицирующих средств, красителей. Также, 3,5-ксиленол используется в производстве нетоксичных высокотемпературных фосфатных турбинных масел [Н.В. Лебедева и др. Изв. Высш. Учебн. Завед. Серия Хим. и Хим. Технол., 2020, 63 (3), С. 4-9].3,5-Xylenol is of practical interest as a raw material for the production of drugs (antibiotics), biologically active substances (vitamin E), high-quality polyester fibers, films and coatings for food and technical purposes, highly effective disinfectants, dyes. Also, 3,5-xylenol is used in the production of non-toxic high-temperature phosphate turbine oils [N.V. Lebedeva and others. Izv. Higher Textbook Head Series Chem. and Khim. Tekhnol., 2020, 63 (3), pp. 4-9].
На сегодняшний момент основным способом получения 3,5-ксиленола в промышленности является метод щелочного плавления сульфокислот м-ксилола. Ключевыми проблемами обозначенного подхода являются: необходимость использование сильных кислот и щелочей; образование большого количества сильнозагрязненных сточных вод; высокая энергоемкость процесса получения продукта и его очистки [Во Feng et al. Green Chem., 2021, 23, P. 9640-9645].To date, the main method for obtaining 3,5-xylenol in industry is the method of alkaline melting of m-xylene sulfonic acids. The key problems of this approach are: the need to use strong acids and alkalis; the formation of a large amount of heavily polluted wastewater; high energy intensity of the process of obtaining the product and its purification [In Feng et al. Green Chem., 2021, 23, P. 9640-9645].
В этой связи, одним из альтернативных методов синтеза 3,5-ксиленола может быть газофазная конденсация ацетона.In this regard, one of the alternative methods for the synthesis of 3,5-xylenol can be the gas-phase condensation of acetone.
Ряд работ посвящен изучению конденсации ацетона в газовой фазе на гетерогенных катализаторах, в роли которых выступали оксид магния (II) (температура в реакторе 482°С, давление 3,5 атм) [Patent US №3803249]; смесь оксидов калия (I) и магния (II), инкорпорированные на поверхности α-оксида алюминия (температура в реакторе 480°С, давление 5 атм) [X. Lu et al. Keji Daobao, 2008, 26 (22), P. 63-65]. В первом случае конверсия ацетона составляет 47 мас. %, а селективность по 3,5-ксиленолу 48 мас. %. Во втором случае конверсия ацетона не превышает 33 мас. %, а селективность по 3,5-ксиленолу 35 мас. %.A number of works are devoted to the study of the condensation of acetone in the gas phase on heterogeneous catalysts, which were magnesium oxide (II) (temperature in the reactor 482°C, pressure 3.5 atm) [Patent US No. 3803249]; a mixture of oxides of potassium (I) and magnesium (II) incorporated on the surface of α-alumina (temperature in the reactor 480°C, pressure 5 atm) [X. Lu et al. Keji Daobao, 2008, 26 (22), P. 63-65]. In the first case, the conversion of acetone is 47 wt. %, and the selectivity for 3,5-xylenol 48 wt. %. In the second case, the conversion of acetone does not exceed 33 wt. %, and the selectivity for 3,5-xylenol 35 wt. %.
Недостатками указанных выше способов являются высокая температура процесса; проведение реакции под давлением, что создает сложности в аппаратурном оформлении эксперимента.The disadvantages of the above methods are the high temperature of the process; carrying out the reaction under pressure, which creates difficulties in the instrumentation of the experiment.
Задачей настоящего изобретения является разработка гетерогенно-каталитического способа синтеза 3,5-ксиленола газофазной конденсацией ацетона в более мягких условиях.The objective of the present invention is to develop a heterogeneous catalytic method for the synthesis of 3,5-xylenol by gas-phase condensation of acetone under milder conditions.
Решение поставленной задачи достигается тем, что синтез 3,5-ксиленола осуществляют конденсацией ацетона под действием цеолитсодержащего катализатора La2O3/Na-Ymmm. Реакцию проводят в проточном реакторе с неподвижным слоем катализатора в газовой фазе при температуре 425÷450°С, объемной скорости подачи сырья 0,5-2 ч-1, атмосферном давлении, ацетон растворяют в толуоле, массовое соотношение ацетон : толуол равно 1:1.The solution of this problem is achieved by the fact that the synthesis of 3,5-xylenol is carried out by condensation of acetone under the action of a zeolite-containing catalyst La 2 O 3 /Na-Ymmm. The reaction is carried out in a flow reactor with a fixed catalyst bed in the gas phase at a temperature of 425÷450°C, a feed space velocity of 0.5-2 h -1 , atmospheric pressure, acetone is dissolved in toluene, the mass ratio of acetone : toluene is 1:1 .
Катализатор La2O3/Na-Ymmm - модифицированный оксидом лантана (III) гранулированный цеолит структурного типа FAU, высокой степени кристалличности и фазовой чистоты в Na-форме, с микро-мезо-макропористой структурой. Цеолит Na-Ymmm синтезирован в виде гранул без связующих веществ; его гранулы представляют собой единые сростки цеолитных кристаллов и обладают степенью кристалличности, близкой к 100%. Пористая структура гранул состоит из микропористой структуры самого цеолита Y и мезопористой структуры, сформировавшейся между сростками кристаллов. Комбинированная микро-мезо-макропористая кристаллическая структура цеолита Na-Ymmm высокостабильна и не разрушается в процессе термообработок Синтез цеолита Na-Ymmm проводят по методике, приведенной в следующей публикации [O.S. Travkiria et al. RSC Adv., 2017, 7 (52), P. 32581-32590]. Оксид лантана (III) нанесен на цеолит Na-Ymmm методом пропитки в количестве 10 мас. %.The La 2 O 3 /Na-Ymmm catalyst is a granular zeolite of the FAU structural type modified with lanthanum (III) oxide, with a high degree of crystallinity and phase purity in the Na-form, with a micro-meso-macroporous structure. The Na-Ymmm zeolite was synthesized in the form of granules without binders; its granules are single aggregates of zeolite crystals and have a degree of crystallinity close to 100%. The porous structure of the granules consists of the microporous structure of the Y zeolite itself and the mesoporous structure formed between the intergrowths of crystals. The combined micro-meso-macroporous crystal structure of the Na-Ymmm zeolite is highly stable and does not collapse during heat treatments. Synthesis of the Na-Ymmm zeolite is carried out according to the method given in the following publication [OS Travkiria et al. RSC Adv., 2017, 7 (52), P. 32581-32590]. Lanthanum (III) oxide is deposited on the Na-Ymmm zeolite by impregnation in an amount of 10 wt. %.
Проведение конденсации ацетона в присутствии катализатора La2O3/Na-Ymmm при обозначенных условиях позволяет синтезировать 3,5-ксиленол с селективностью 31÷64 мас. %, при конверсии ацетона 22÷52 мас. %.Carrying out the condensation of acetone in the presence of a catalyst La 2 O 3 /Na-Ymmm under the indicated conditions allows you to synthesize 3,5-xylenol with a selectivity of 31÷64 wt. %, at an acetone conversion of 22÷52 wt. %.
Преимущества предлагаемого способа:The advantages of the proposed method:
1. Используется высокоактивный и селективный катализатор La2O3/Na-Ymmm;1. Highly active and selective La 2 O 3 /Na-Ymmm catalyst is used;
2. Умеренный температурный режим проведения эксперимента (≤450°С) при атмосферном давлении, что позволяет повысить экономическую эффективность процесса;2. Moderate temperature regime of the experiment (≤450°C) at atmospheric pressure, which improves the economic efficiency of the process;
3. Легкость выделения 3,5-ксиленола из реакционной массы с помощью вакуумной перегонки;3. Ease of isolation of 3,5-xylenol from the reaction mass using vacuum distillation;
4. Введение толуола в сырье позволяет выводить смолистые соединения из зоны реакции, препятствуя образованию отложений на поверхности катализатора, что приводит к увеличению срока службы катализатора.4. The introduction of toluene into the raw material makes it possible to remove resinous compounds from the reaction zone, preventing the formation of deposits on the catalyst surface, which leads to an increase in the service life of the catalyst.
Способ поясняется примерами:The method is illustrated with examples:
Пример 1. Получение 3,5-ксиленола.Example 1 Preparation of 3,5-xylenol.
В проточный реактор, представляющий собой трубку из нержавеющей стали, длинной 300 мм с внутренним диаметром 20 мм загружают 2 г катализатора La2O3/Na-Ymmm, содержащего оксид лантана (III) в количестве 10 мас. % и инертную насадку. В течение 1 ч прямотоком с инертным газом (азот) подают смесь ацетона с толуолом при массовом соотношении 1:1 и температуре 425°С, атмосферном давлении и с объемной скоростью 1 ч-1. Конверсия ацетона составляет 22 мас. %. при селективности процесса по 3,5-ксиленолу, равной 31 мас. %.In a flow reactor, which is a stainless steel tube, 300 mm long with an inner diameter of 20 mm, 2 g of a La 2 O 3 /Na-Ymmm catalyst containing lanthanum (III) oxide in an amount of 10 wt. % and an inert packing. Within 1 h cocurrent with an inert gas (nitrogen) serves a mixture of acetone with toluene at a mass ratio of 1:1 and a temperature of 425°C, atmospheric pressure and space velocity of 1 h -1 . The conversion of acetone is 22 wt. %. with a process selectivity for 3,5-xylenol equal to 31 wt. %.
Примеры 2-4. Проводят аналогично примеру 1. Условия и результаты примеров представлены в таблице.Examples 2-4. Conducted analogously to example 1. The conditions and results of the examples are presented in the table.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2786692C1 true RU2786692C1 (en) | 2022-12-23 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3803249A (en) * | 1972-04-12 | 1974-04-09 | Atlantic Richfield Co | Vapor phase conversion of acetone to 3,5-xylenol in a single stage |
| US3816546A (en) * | 1972-04-12 | 1974-06-11 | Atlantic Richfield Co | Vapor phase conversion of acetone to 3,5-xylenol in a single stage |
| GB2075008B (en) * | 1980-04-24 | 1984-07-25 | Ruetgerswerke Ag | Preparation of 3,5-domethylphenol from acetone |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3803249A (en) * | 1972-04-12 | 1974-04-09 | Atlantic Richfield Co | Vapor phase conversion of acetone to 3,5-xylenol in a single stage |
| US3816546A (en) * | 1972-04-12 | 1974-06-11 | Atlantic Richfield Co | Vapor phase conversion of acetone to 3,5-xylenol in a single stage |
| GB2075008B (en) * | 1980-04-24 | 1984-07-25 | Ruetgerswerke Ag | Preparation of 3,5-domethylphenol from acetone |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| В.Ю. Кирсанов и др., SELF-КОНДЕНСАЦИЯ АЦЕТОНА В ПРИСУТСТВИИ СИЛИКАГЕЛЕЙ. Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и биотехнологии: материалы XV Всероссийской научной интернет-конференции / редкол.: Р.У. Рабаев и др. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2021, стр.39,40. K.V. Ramanamurty et al., Catalytic Cyclocondensation of acetone to isophorone. Indian Journal of Chemistry. Section B, 1999, 38(1), 24-28. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4508654B2 (en) | High silica shabasite, its synthesis and its use in the conversion of oxygenates to olefins | |
| KR101227221B1 (en) | Process to make olefins from ethanol | |
| US5573990A (en) | Process for the conversion of methanol to light olefins and catalyst for such process | |
| KR101217915B1 (en) | Process to make olefins from ethanol | |
| KR101217984B1 (en) | Dehydration of alcohols in the presence of an inert component | |
| EP2460784B1 (en) | Method for producing propylene and catalyst for producing propylene | |
| EP0175399B1 (en) | Process for obtaining ethylene from ethanol | |
| JP2772046B2 (en) | Chemical processes and catalysts | |
| RU2656602C1 (en) | One-step method of obtaining butadiene | |
| KR102503689B1 (en) | How to make a diene | |
| MX2012014944A (en) | Dehydration of alcohols on poisoned acidic catalysts. | |
| EP3464180B1 (en) | High-silica afx framework type zeolites | |
| KR101382804B1 (en) | Method for producing propylene | |
| US20170348678A1 (en) | High-silica afx framework type zeolites | |
| JPS62501275A (en) | Crystalline magnesia-silica catalyst and its production method | |
| JP2007302652A (en) | Method for producing propylene | |
| JPS6024769B2 (en) | Gas phase isomerization method of xylene | |
| EP3571160B1 (en) | Molecular sieve ssz-108, its synthesis and use | |
| RU2786692C1 (en) | Method for obtaining 3,5-xylenol | |
| KR101173529B1 (en) | Process for producing lower olefins under negative pressure | |
| JP4774813B2 (en) | Propylene production method | |
| CN109806909B (en) | Preparation method and application of catalyst for preparing propylene from methanol and/or dimethyl ether | |
| RU2786739C1 (en) | Method for producing 3,5-xylenol | |
| JP2004534043A (en) | Method for producing bisphenols using zeolite | |
| JPS61167634A (en) | Production of 2-ethylhexenal |