SU1705289A1 - Способ получени 2-ундецилимидазола - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  производного имидазола, в частности получени  2-унде- цилимидазола. который находит применение в качестве стабилизатора полимеров. отвердител  эпоксидных смол, ингибитора коррозии металлов. Цель - упрощение процесса . Реакцию взаимодействи  этилендиа- мина с 40-45%-ным бензольным раствором лауриновой кислоты ведут в аппарате непрерывного действи  в токе водорода на алюмоплатиновом катализаторе при 350- 400°С,.при мол рном соотношении лауриновой к-ты и этилендиамина 1:(1.15-1,60) с выделением целевого продукта охлаждением реакционной смеси в холодильнике-сепараторе барботажного типа, содержащем в качестве растворител  воду, этанол, изо- пропанол или их смесь. Эти услови  обеспечивают проведение процесса в одну стадию без выделени  промежуточного 2-ундецили- мидазолина с выходом 88%. 1 ил. ё

Description

Изобретение относитс  к способам синтеза 2-ундецилимидазола, который широко примен етс  в качестве стабилизатора полимеров, отвердител  эпоксидных смол, ингибитора коррозии металлов. 2-Ундецилимидазол также широко примен етс  в качестве основного компонента травильного резиста при изготовлении печатных плат в электронной промышленности.

Известен способ получени  2-ундецилимидазола путем взаимодействи  этилендиамина и лауриновой кислоты (либо ее эфира, амида, хлорангидрида) в присутствии минеральных кислот при 290-300°С с последующим дегидрированием в присутствии катализатора при 220-280°С:

H2N-CH2CHa-NH2-jl| HCf C fH2jCOfl

С-С«,Н

1П23

-NH коГ Р. (f V

280° ц.

Недостатком этого способа  вл етс  его двухстадийность и необходимость выделени  и очистки образующегос  на первой стадии 2-ундецилимидазолина, так как на второй стадии наличие минеральной кислоты отравл ет катализатор и содержание галогенов не должно превышать 0,1 %.

Целью изобретени   вл етс  упрощение технологического процесса.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что взаимодействие этилендиамина и лауриновой кислоты и дегидрирование провод т в одну стадию в аппарате непрерывного действи  в токе водорода на элюмоплэтиновом катализаторе при 350-400°С и мол рном соотношении лауринова  кислота:этилендиа- мин 1 :(1,15-1,60), причем лауриновую кислоту используют в виде 40-45%-ного раствора в бензоле, а выделение целевого продукта производ т путем охлаждени  реакционной смеси в холодильнике-сепара- торе барботажного типа, содержащем рас- творитель из р да вода, этанол, изопропанол или их смесь и путем дополнительного барботирсвани  выход щего парогазового потока через этанол или изо- пропанол или 10-15%-ный водный раствор сол ной кислоты.

Используемый дл  этого синтеза алю- моплатиновый катализатор должен содержать не менее 0.5% платины и не более 0,1% хлора. Ток водорода необходим дл  длительного поддержани  активности катализатора . Дл  этого синтеза возможно применение отработанного алюмоплатинового катализатора риформинга АП-64, предвари- тепьно регенерированного пропусканием тска водорода при 500°С в течение 2-3 ч. При температуре в зоне реакции ниже 350°С выход целевого продукта снижаетс  за счет неполной конверсии исходных pea- гентов, а при температуре выше 400°С резко возрастает содержание продуктов осмолени  и коксовани . Небольшой избыток этилендиамина повышает выход целевого4 продукта за счет более полного превращени  лауриновой кислоты, однако при избытке более 1,6 моль этилендиамина на 1 моль лауриновой кислоты увеличение выхода не наблюдаетс . Использование бензольного раствора лауриновой кислоты вызванотем, что при подаче чистой кислоты в виде расплава (т.пл. 44°С) возможна закупорка системы при случайном охлаждении, а концентраци  40- 45% - максимальна  концентраци , при которой не происходит осаждение лауриновой кислоты в трубах при температуре помещени  18-20°С. Применение холодильника-сепарето- ра барботажного типа позвол ет избежать осаждени  целевого продукта на стенках холодильника , а дополнительное улавливание па- ров реагентов, содержащихс  в выход щем газовом потоке, дает дополнительное количество 2-ундецилимидазола (10-30% от общего выхода) и предотвращает выброс вредных веществ в атмосферу.

Технологическа  схема синтеза 2-ундецилимидазола представлена на чертеже.

Пример 1.В проточный реактор Р-1 с электрообогревом загружают 600 см (330 г) алюмоплатинового катализатора, содержащего не менее 0.5% платины и не более 0,1% хлора. Контролируетс  температура верхней и средней части рабочей зоны реактора . Этилендиамин из емкости Е-1 и 45%-ный раствор лауриновой кислоты в бензоле из емкости Е-2 с помощью вентилей точной регулировки ВТ-3 и ВТ-4 подаютс  в объемном соотношении 1 ;5 (мол рное соотношение этилендиаминжислота - 1,35:1.0) на тройник смешени  подогревател  П1, где они нагреваютс  до 300°С и в виде паров поступают на тройник смешени  реактора Р-1 со скоростью 0,5 л/ч. В течение 3 ч пропускают 1,5 л смеси, что соответствует 562,5 г лауриновсй кислоты. Туда же подаетс  через ротаметр РТ-1 и вентиль точной регулировки ВТ-1 водород из линии со скоростью 300 л/ч. Из тройника смешени  па- рогазова  смесь поступает в реактор Р-1, где на катализаторе происходит синтез 2- ундецилимидэзола. Температура среднего сло  катализатора поддерживаетс  в пределах 360-380°С. В нижнюю часть реактора Р-1 из емкости Е-3 со скоростью 0,5 л/ч подаетс  вода, частично охлаждающа  выход щую из реактора газопродуктовую смесь, поступающую затем в холодильник- сепаратор барботажного типа ХС-1. В нем продукты реакции улавливаютс  при барбо- тировании паров реакционной смеси через слой воды и охлаждаютс  до 40-50°С. Накапливающуюс  в ХС-1 смесь продуктов реакции периодически отбирают с помощью вентил  В-10 в приемник, где раздел ют слои - нижний водный и верхний органический . Водный слой после упаривани  до 10% первоначального объема дает 25 г (4% от теоретического выхода) 2-ундецилимидазола , сильно загр зненного продуктами ос- молени . Органический слой после охлаждени  дает обильный осадок, его отжимают , сушат на воздухе. Получают 437 г 2-ундецилимидазола (70%).

Газовый поток из ХС-1 поступает в улавливающую емкость Е-4, где барботирует сквозь слой изопропиловогоспирта, раствор ющего пары целевого продукта, бензола и непрореэгировавших исходных реагентов . Затем газовый поток проходит каплеот- бойник К-1, адсорбер с активированным углем А-1 и через огнепреградитель ОП-1 выводитс  в атмосферу. Раствор из емкости Е-4 упаривают отгонкой растворител  до прекращени  погона (около 100°С), выпавший осадок 2-ундецилимидазола отфильтровывают , сушат. Получают 87.4 г (14%). Общий выход 2-ундецилимидазола 549,4 г (88%).

Весь технический продукт перекристал- лиэовывзют из водного этэнола с углем. Т.пл 72-74°С.

Продолжительность работы катализатора без снижени  выхода целевого продук- та составл ет 8 ч. Количество перерабатываемой за это врем  лауриновой кислоты составл ет 1400 г и этилендиамина 567 г (мол рное соотношение этилендиа- мин:лауринова  кислота 1,35:1,0). Общий вес исходного сырь  1400+567 - 1967 г на 330 г катализатора Отношение катализатора к исходному сырью 0.168.

Выход целевого продукта за это врем  сосгаэлчгт 1370 г (88%). Расчет выхода проводит по л уриновой кислоте, котора  в реакцию вводитс  в недостатке. Выгрузку целевого продукта из холодильника-сепаратора ХС-1 провод т через каждые 2-3 ч по мере накоплени  в нем конечного продукта. Из ловушки Е-4 выгружают раствор один раз за 8 ч.

После 8 часовой работы в этом же реакторе провод т регенерацию катализатора 1 пропусканием тока воздуха в течение 4-х ч при 400-500°С и 2 восстановлением водородом при этой же температуре в течение 2-4 ч.

После 10 циклов работы катализатора его подвергают глубокой регенерации, котора  проводитс  в этом же реакторе в несколько стадий: 1) пропусканием воздуха в течение 4 ч при 500°С; 2) хлорированием четыреххлористым углеродом (5% CCU от весе катализатора) путем пропускани  через ловушку с ССЦ азота при этой же температуре , обычно расходуетс  100 объемов азота на один объем катализатора, врем  хлорировани  2 ч; 3)восстановлением водородом (,-ИООО обьемов на один объем катализатора ) в течение 4 ч при 500°С.

В качестве катализатора может быть использован и отработанный катализатор риформинга АП-64, который подготавливают приведенным выше способом глубокой регенерации.

Использование холодильника-сепаратора барботажного типа способствует хорошему улавливанию целевого продукта и упрощает его выгрузку.

Пример 2. Синтез 2-ундецилимида- эола аналогично примеру 1, но в качестве катализатора используют отработанный алюмоплатиновый катализатор риформинга АП-64, который перед началом синтеза восстанавливают в токе водорода при 500°С в течение 2 ч. Выход 2-ундецилимидаэола 543,5 г (87%).

Пример 3. Синтез 2-ундецилимида- зола аналогично примеру 1, но в улавливающей емкости Е-4 в качестве улавливающей жидкости используют этанол. После его отгонки получают 81,2 г 2-ундецилимидазолэ (13%). Общий выход 543,2 г (87%). 5Пример 4. Синтез 2-ундецилимида- зола аналогично примеру 1, но в емкости Е-4 в качестве улавливающей жидкости используют 10%-ный водный раствор сол ной кислоты . Улавливающий раствор затем 0 подщелачивают раствором едкого натра до рН 9. выпавший осадок 2-ундецилимидазоа отфильтровывают, сушат. Из ловушки выдел ют 62 г 2-ундецилимидазола (10%). Общий выход 524 г (84%).

5Пример 5. Синтез аналогично примеру 1, но вместо воды в нижнюю часть реактора и холодильник-сепаратор из емкости Е-3 подают изопропиловый спирт со скоростью 0,5 л/ч. Отбираема  из ХС-1 смесь 0 представл ет собой однородный раствор целевого продукта в смеси ратсворителей изопропанол-бензол. Растворители отгон ют до прекращени  погона ( 100°С), застыв- ший остаток отжимают, сушат. Из 5 холодильника-сепаратора получают 281 г (45%) 2-ундецилимидаэола, из ловушки - 187.3 г (30%). Общий выход 468.3 г (75%).

Пример 6. Синтез 2-ундецилимидазолэ аналогично примеру 5, но вместо изо- 0 пропиловогоспирта и в холодильнике-сепаратора. и в ловушке Е-4 используют этиловый спирт. Обработка аналогично примеру 5. Получают из холодильника-сепаратора 312 г 2-ундецилимидазола 5 (50%), из ловушки 156 г (25%), общий выход 468 г (75%).

Claims (1)

1. Предложенный способ позвол ет вести синтез 2-ундецилимидазола в одну стадию с достаточно высоким (до 88%) выходом. 0Формула изобретени 

   Способ получени  2-ундецилимидазо а с использованием взаимодействи  этилен- диамина и лауриновой кислоты при нагревании в присутствии катализатора, о т л и ч а- 5 ю щ и и с   тем, что, с целью упрощени  технологического процесса, лауриновую кислоту используют в виде 40-45%-ного бензольного раствора при мол рном соотношении лауриновой кислоты и этилендиа- 0 мина, равном 1:(1,15-1,60), в качестве катализатора используют алюмоплатиновый катализатор и процесс провод т в аппарате непрерывного действи  в токе водорода при 350-400°С с выделением целе- 5 вого продукта охлаждением реакционной смеси 8 холодильнике-сепараторе бэрбо- тажного типа, содержащем в качестве растворител  воду, зтанол, изопропанол или их смесь.

   н

   ем 4

   fi

   K-i

   $t

   Hd Мелекие

   И

   2 -унмц/и имидюом