способ получения 3,5-ди-трет-бутил-4-гидрокси- метоксибензилового спирта

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3,5-ДИ-ТРЕТ-БУТИЛ-4-ГИДРОКСИ-МЕТОКСИБЕНЗИЛОВОГО СПИРТА взаимодействием 2,6-ди-трет-бутилфенола, формальдегида и метанола в присутствии катализатора основного типа при повышенной температуре, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют N,N,N",N"-тетраметилдиаминометан и процесс ведут при 60 - 100^oС и молярном соотношении 2,6-ди-трет-бутилфенол : формальдегид : метанол : катализатор 1,0 : 1,0 - 1,5 : 10 - 15 : 0,01 - 0,50 соответственно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксиметоксибензилового спирта, являющегося эффективным стабилизатором полимерных материалов, а также исходным продуктом в синтезе высокоэффективных многоядерных фенольных стабилизаторов.

Известен способ получения 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксиметоксибензилового спирта конденсацией 2,6-ди-трет-бутилфенола (2,6-ТБФ) с формальдегидом и метанолом в щелочной среде. При этом получается продукт с содержанием основного вещества около 80 мас.% и т.пл. 92-97^оС. Путем перекристаллизации из метилового спирта или петролейного эфира получают продукт с т.пл. 101-102^оС, но с низким выходом - 26-65%. Способ носит препаративный характер, конечный продукт содержит более 3-16 мас.% такой примеси как 4,4"-метилен-бис-(2,6-ди-трет-бутилфенол) - МБ-1, что отрицательно сказывается на окраске полимера при использовании продукта в качестве антиоксиданта.

Наиболее близким по технической сущности - прототипом - является способ получения 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксиметоксибензилового спирта взаимодействием 2,6-ТБФ с метанолом и водным формальдегидом в присутствии буферного катализатора (смесь NaOH и CHCOONa). Синтез по известному решению проводят при 60^оС, рН 12,5-14,0 в 4 цикла. Причем, после каждого цикла выделяют часть получившегося целевого продукта методом фильтрации, предварительно охлаждая образовавшуюся суспензию, а в фильтрат дополнительно вводят 2,6-ДТБФ, формалин, метанол. Общее время синтеза составляет 4-6 ч. После доведения рН до 7 суммарный выход (после 4-х циклов) целевого продукта составляет 85,8 мас.%, содержание 4,4"метилен-бис-(2,6-ди-трет-бутилфенола - (МБ-1) 1-4 мас.%.

Недостатком данного способа является сравнительно низкий выход целевого продукта и нестабильность его качества из-за содержания МБ-1. Синтез по прототипу проводят в 4 цикла, причем на каждом последующем цикле получается продукт все более худшего качества, что ясно просматривается по температурам плавления получаемого продукта:

1 цикл - _tпл. 98,6-99,0^оС

2 цикл - t_пл. 97,4-98,6^оС

3 цикл - t_пл. 96,2-97,0^оС

4 цикл - t_пл. 69,0-96,7^оС в то время как по литературным источникам t_пл. 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксиметоксибензилового спирта составляет 99,5-101^оС. Таким образом, конечный суммарный целевой продукт состоит из четырех частей вещества, нестабильного по своему качеству и невоспроизводящего литературные данные по температуре плавления.

Кроме того, из-за проведения синтеза в 4 цикла резко возрастает расход формалина и метанола на 1 моль 2,6-ТБФ:

По прототипу 2,6-ТБФ 1 моль, формалина в пересчете на формальдегид - 1,9 моль, метанола - 30,6 моль;

по теории 2,6-ТБФ - 1 моль, формалина - 1 моль.

Многостадийность процесса определяет и большое суммарное время реакции 4-6 ч, а также и четырехкрантное количество сложных технологических операций - фильтрация, промывка, выгрузка и выделение целевого продукта, а их образуется не менее 15 мас.% от теоретического выхода целевого продукта. Применение в качестве катализатора щелочи не позволяет квалифицированно использовать кубовые продукты регенерации растворителя. А образование большого количества сточных вод за счет разбавления отработанных катализатора, метанола, формалина с целью доведения до норм для сброса на БОС, дополнительно увеличивают недостатки известного процесса.

Целью изобретения является упрощение производства и получение продукта со стабильным качеством.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве катализатора используют N,N,N",N"-тетраметилметиленбисамин (бисамин) при следующем мольном соотношении компонентов 2,6-ТБФ : формальдегид : метанол : бисамин, равном 1,0:1,0-1,5:10-15:0,01-0,50, и процесс проводят при 60-100^оС в одну стадию.

При проведении процесса неожиданным оказалось сохранение высокой скорости реакции в продолжении всего синтеза, что позволяет проводить процесс конденсации за более короткое время (1-2 ч), имея в конце реакции величину рН среды, близкую к 7,0, что существенно снижает количество промывного метанола.

Очень важным результатом этого является резкое упрощение регенерации растворителя, так как катализатор остается в связанном виде и не "размазывается" по всей системе регенерации.

Кроме того, рабочая концентрация катализатора (оптимальная), приблизительно в 2 раза ниже, чем по прототипу.

При осуществлении способа исходные продукты должны соответствовать следующим требованиям:

2,6-Ди-трет-бутилфенол, t_пл. 36,0-36,5^оС, содержание основного вещества - не менее 99 мас.%

Метанол, Технический

Формальдегид, водный раствор 35-37 мас.%

N, N, N"N"-тетраметилметиленбисамин - содержание основного вещества не менее 95 мас.%.

Сущность способа подтверждается следующими примерами.

П р и м е р 1. В автоклав на 2 л загружают 412 г (2,0 моль) 2,6-ТБФ, 832 г метанола (26 моль), 220 г 35%-ного формалина (2,4 моль) и 10,2 г бисамина (0,1 моль). Автоклав герметизируют, нагревают реакционную массу при перемешивании до 90^оС и выдерживают при этой температуре 2 ч. Затем автоклав захолаживают до 15-20^оС, образовавшуюся суспензию фильтруют, промывают 40 г метанола. Кристаллы сушат и получают 434 г целевого продукта (выход 86,8% от теоретического), содержащего 2,1 мас.% МБ-1 и имеющего температуру плавления 99,5-100,3^оС.

Примеры 2-5 в таблице иллюстрируют проведение реакции получения 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксиметоксибензилового спирта в пределах заявляемых условий, а примеры 6-11 - в запредельных условиях.

Как можно видеть из данных приведенных в таблице, предлагаемое мольное соотношение реагентов обеспечивает получение целевого продукта с выходом 85,1-87,4% , t_пл. 99,5-100^оС и с содержанием примеси МБ-1 не более 2,9% без дополнительной кристаллизации.

Использование меньшей концентрации катализатора (опыт N 6) ведет к снижению скорости основной реакции, что сказывается на выходе и чистоте продукта. Применение концентрации бисамина больше заявленной (опыт N 7) дает выход продукта, соизмеримый с опытами N 1-5, но продукт требует дополнительной перекристаллизации из-за повышенного содержания МБ-1. К тому же приводит и завышение концентрации формальдегида (опыт N 8). Снижение же концентрации формальдегида ниже эквимолярной 2,6-ТБФ (опыт N 9) резко тормозит реакцию со снижением выхода. Повышение температуры (опыт N 10) более 100^оС при других оптимальных условиях повышает концентрацию МБ-1. Применение большего количества метанола не влияет на качество продукта (опыт N 11), но снижает выход и увеличивает объемы процесса генерации растворителя.

Таким образом, предлагаемый способ получения 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксиметоксибензилового спирта обеспечивает высокую технологичность процесса, высокий выход и стабильное качество целевого продукта, что особенно важно при его использовании в качестве сырья в синтезе, например, трис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)-мезитилена.