SU477994A1 - Способ получени ди-(бутилкарбитол) -формал - Google Patents

Description

Иаобрете1ше относитс  к способу получени  формадей, в частности да-(бутилкарбитол )-формал  (ДБКФ), который находит широкое применение в качестве растворител , пластификаторов дл  резин, эфиров целлюлозы, поливинилхлорида и других полимерных материалов. Известен способ полунени  формалей неполных эфиров многоатомных спиртов путем взаимодействи  соответствующего монозфира гликол  с водным раствором 36,4%-ногр формальдегида, вз того в двукратном избытке, Реакщ1Ю провод т в присутствии кислого катализатора с посто нншм отгоном реакционной воды в виде азеотропа с нейтральным растворителем, в качестве которого может быть использован бензол, толуол и т. д. Полученную реакционную массу сначала нейтрализуют раствором 50%-ной щелочи, причем дл  св зывани  вз того избытка формальдегида необходим двойной избыток концентрированной щелочи, затем отфильтро вывают от сульфата натри  и путем дистилл ции на колонне выдел ют целевой продукт. Существенным недостатком известного способа $юл етс  применение двойного из бытка водного раствора формалина, что значительно усложн ет процесс в частности увеличивает врем  реакции в 3-4 раза, а также необходимость применени  большого избытка концентрированной щелочи дл  св зывани  примен емого избытка формальдегида . Кроме того, на стадии выделени  целевого продукта необходимо применение дистилл ционных колонн, что значительно усложн ет процесс. Дл  упрощени  и интенсификации процесса предложено исходный формальдегид использовать в 10%-ном избытке, причем при достижении содержани  формальдегида в реакционной смеси 0,5-1% процесс ве- . дут при остаточном давлении 300-40Омм рт, ст,, нейтрализацию провод т 5%-ным раствором щелочи с последующим выделением целевого продукта обработкой реакци- онной смеси острым паром при тег(пературе 13О-145°С и остаточном давлении 4О50 мм рт. ст.

Лредпочтительно в качестве катализатора используют ионообменную смолу КУ-23.

Применение 10%-ного избытка формальдегида  вл етс  наиболее выгодным, так как большой избыток формальдегида ведет к потер м его за счет увеличени  его концентрации в реакционной воде и требует дополнительного расхода концентрированной щелочи. Проведение процесса до практически полного отсутстви  формальдегида , что достигаетс  за счет проведени  конца реакшга при ЗОО-4ОО ммрт.ст. позвол ет проводить нейтрализацию 5%- ным раствором щелочи.

Вьщел ют целевой продукт простым технологическим приемом - обработкой реакционной смеси острым паром, что позвол ет исключать трудную и технологически сложную стадию дистилл ции.

Предлагаемый способ осуществл ют в течение 3 час вместо 11 час по известному способу.

Пример 1.В трехгорлую колбу, снабжен;Е ую термометром, мещалкой, холоД11пьником-да4 )легматором и флореитиной, загружают 496 г 98 о-ного бутилкарбито- ла, 58 г 96}о-ного параформа, 5 г fi -то- луолсульфокислоты и 150 г толуола.

Содержимое колбы при перет.1ешивании нагревают на масл ной бане. При температуре в колбе 105-107 С начинаетс  от .гонка реакционной воды в виде азеотропа толуол-вода. Во флорентине реакционную воду отдел ют от толуола и сгатают в приемник, а толуол в виде флегмы снова возвращают в реакшгю. К концу реакции (по мере отгонки воды) температуру ре- акцгонной смеси пой 1щают до 12О-125 С Конденсацию провод т до прекращени  выделени  реакционной водьх (по времени обычно реакци  не превышает 3 час ).

Реакционную воду и продукт реакции анализируют на содержание формальдегида который определ ют аналитически-сульфитным методом. При содержании формальдегида в реакционной смеси 0,5-1% отгонку постепенно прекращают и затем реакцию продолжают при остаточном давлении 30040О мм рт, ст, до содержани  формальдегида не более ОД%.

Нейтрализацию катализатора и очистку ДБКФ-сырца от остатков формальдегида провод т - 5%-ным водным раствором едкого натра. Количество нейтрализующего

агента подают из расчета 16 г 5%-ного j раствора на ЮО г реакционной массы.

.Нейтрализацию провод т при непрерьщном перемещивании смеси в течение 1 час а при 75-80°С. Затем от продукта реакции отгон ют растворитель - толуол, непрореагировавщий бутилкарбитол и летучие органические примеси. Отгонку растворител  провод т при остаточном давлении 1502ОО мм рт. ст. Дл  отгонки непрореагировавщего бутилкарбитола примен ют метод отгонки с острым паром при ocra-rotном давлении 40-50 мм рт. ст. и температуре в кубе 135-145ОС. Отгонку с паром провод т до достижени  температуры

вспьиикн ДБКФ не ниже 170°С. Затем подачу перегретого пара прекращают и продукт выдерживают в течение 30-45 мин под вакуумом при 130-13 5°С дл  подсущки . По окончании подсушки продукт охлаждают до 60-70°С и обрабатывают сорбентом дл  получени  формал  с низкой цветностью . В качестве сорбента используют смесь активированного угл  в количестве

0,7-1% от веса формал  и отбеливающей глины гумбрии в ко;шчестве 0,3-0,5% от весе формал . После фильтрации получают 438,5 г ДБКФ, что составл ет 87% от теоретического, Сшта  на исходный бутил карбитол. Строение nojryieiffloro ди-( бутилкарбитол )-формал  подтверждено ПК-спектрами . Температура вспыщки-175°С; fl

901

1,4376; О,97О5; МЯВ : вычисле20

но 90,590; найдено 90,174.

Пример 2. Провод т синтез ДБКФ анало1 ично примеру 1. В качестве катализатора используют ионообменную смолу КУ-23, вз тую в KoraiMecTBe 4% от общего веса реакционной массы.

Выход целевого продукта-80% от теоретического , при этом исключаютс  стади  нейтрализации и стади  отработки сорбентов.

Испытани  ди-(бутилкарбитол)-формал  в качестве пластификатора показали, что основные физико-меха}шческие свойства, а также морозостойкость резин с ди-(бути карбитол )-4|ормалем близки к резинам с /ооибутилсебацинатом.

Результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2.

Это свидетельствует о nepcneKTHBHOc-ra пластификатора ди-(бутилкарбитол)-формал  и возможности использовани  его в качестве полноценного заменител  дефицитного и дорогосто щего дибутилсебацината -(DEC).

  д

S

с: хо 03

Н

CvJ

О)

Я

s « ю

: О)

н

9 Предметйзобретени 

1, Способ получени  ди-(бутилкарбитол)формал  конденсацией монобутилового эфира диэтилеигликол  с формальдегидом при нагревании в присутствии кислого катализатора с посто нной отгонкой реакционной воды в виде азеотропа с нейтральным растворителем и последующей нейтрализахшей реакционной массы, отличающийс   тем, что, с целью упрощени  и интенсификации процесса, исходный формальдешд

10

берут с 1О%-ным избытком, причем при достижении содержани  формальдегида в реакционной смеси О,5-1% процесс ведут при остаточном давлении ЗОО-4ОО ммрт.ст.,

нейтрализацию провод т 5%-ным раствором щелочи с последукшшм выделением целевого продукта обработкой реакционной смеси острым паром при температуре 130-145°С и остаточном давлении 4O-5Q мм рт. ст.

2. Способ по ц. 1, отличающий с   тем, что в качестве катализатора используют ионообменную смолу КУ-23.