способ получения бутилбензилфталата

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУТИЛБЕНЗИЛФТАЛАТА взаимодействием фталевого ангидрида с бутиловым спиртом при нагревании с последующими нейтрализацией полученного монобутилфталата раствором едкого натра и конденсацией полученного монобутилфталата натрия с хлористым бензилом в присутствии триэтиламина при нагревании, отличающийся тем, что нейтрализацию монобутилфталата проводят в среде фосфатного буфера, имеющего рН 6,0-8,0, при рН реакционной массы 7,0-8,0, с последующим отделением от реакционной массы образовавшегося верхнего слоя, содержащего раствор монобутилфталата натрия, который направляют на конденсацию.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к органической химии, в частности к способу получения бутилбензилфталата, который применяется в качестве пластификатора полимерных материалов, добавок к лакокрасочным композициям. Известен способ получения бутилбензилфталата, заключающийся в реакции фталевого ангидрида с бутанолом и хлористым бензилом в присутствии эквимолекулярных количеств триэтиламина [1,2]

O + C₄H₉OH + CH₂Cl+ (C₂H₅)₃N __

__ + (C₂H₅)₃NHCl

Способ эффективен, дает высокий выход целевого продукта (95-99%), но приводит к необходимости регенерации триэтиламина, используемого в процессе.

Известен способ получения бутилбензилфталата, при котором к продукту взаимодействия фталевого ангидрида и бутанола добавляют хлорированный в боковую цепь толуол, содержащий примерно 25% хлористого бензила, и затем безводный K₂CO₃ [3-5] Реакционную воду отгоняют в виде азеотропа и добавляют триэтиламин. Выход продукта достигается равным 91%

Недостатки указанных известных способов [3-5] получение фталатов в среде растворителей; использование сухих карбонатов щелочных металлов, что крайне неудобно в условиях производства, так как связано с необходимостью загрузки сухих карбонатов на горячие реакционные массы, выделение CO₂, унос реагентов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения бутилбензилфталата, осуществляемый путем взаимодействия фталевого ангидрида с бутанолом при 100^оС с последующей нейтрализацией раствором щелочи (NaOH) и затем раствором соды (Na₂CO₃) до рН среды 8,5, после чего добавляют хлористый бензил, триэтиламин, и процесс проводят при 100-115^оС и рН 8,5, который поддерживается добавкой раствора карбоната натрия. Выход эфира 90-92% степень гидролиза хлористого бензила 40-50% [6]

Приведенный способ имеет следующие недостатки. Проведение нейтрализации монобутилфталата концентрированным раствором щелочи сопровождается протеканием побочных процессов, связанных с гидролизом монобутилфталата до фталевой кислоты, проведение же стадии конденсации монобутилфталата натрия с хлористым бензилом в присутствии раствора соды ведет к образованию значительных количеств бензилового спирта.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет сокращения степени гидролиза хлористого бензила при высоком выходе целевого эфира.

Цель достигается за счет предлагаемого способа получения бутилбензилфталата путем взаимодействия фталевого ангидрида с бутиловым спиртом при 100-120^оС с последующей нейтрализацией полученного монобутилфталата раствором щелочи в среде фосфатного буфера, имеющего интервал рН 6,0-8,0 при 50-80^оС и рН реакционной массы 7-8, с последующим делением реакционной массы на два слоя: верхний раствор монобутилфталата натрия, нижний буферный раствор. После чего раствор монобутилфталата натрия направляют на конденсацию с хлористым бензилом, которую проводят в присутствии каталитических излишеств триэтиламина при 85-105^оС и рН реакционной массы 7,5-8,5, поддерживаемый добавлением 30%-ного раствора щелочи. Выход целевого эфира 95-96,5%

Степень гидролиза хлористого бензина составляет 10-13%

Отличительным признаком процесса является проведение стадии нейтрализации монобутилфталата раствором щелочи в среде фосфатного буфера, имеющего интервал рН 6-8. рН реакционной массы в процессе нейтрализации поддерживают 7-8.

Буфер готовится путем нейтрализации 25 мл 75%-ной фосфорной кислоты (39,3 г 0,3 м) в 15 мл воды, 30%-ным водным раствором щелочи (NaOH) до рН 8,0 (80 г 0,6 м).

П р и м е р 1. В реактор, снабженный мешалкой, рубашкой, холодильником и термометром, загружают 148 г (1 моль) фталевого ангидрида и 74 г (1 моль) бутилового спирта. Реакционную массу выдерживают в течение 1 ч при t 100-120^оС. Полученный монобутилфталат 222 г (1 моль) добавляют одновременно или попеременно с 128 г 30%-ного раствора щелочи в приготовленный предварительно фосфатный буфер (пример 130-140 г) с пределами рН 6-8 с таким расчетом, чтобы рН реакционной массы не выходило за рамки интервала рН 7-8. Температуру нейтрализации поддерживают в пределах 50-80^оС. По окончании процесса нейтрализации получаемая реакционная масса делится на два слоя (t 65-75^о): верхний раствор монобутилфтала натрия, нижний буферный раствор (220 г).

К раствору монобутилифталата натрия после его отделения от буферного раствора добавляют 136,6 г (1,08 моль) хлористого бензила, 2,70 г (0,028 м) триэтиламина, и смесь нагревают 4 ч при перемешивании и температуре 85-105^оС, поддерживая рН реакционной массы 7,5-8,5 добавлением 30%-ного раствора щелочи. Выход целевого эфира 296,4 г (95%).

Степень гидролиза хлористого бензила 15% Отделенный буферный раствор используют для получения последующих операций бутилбензилфталата.

Примеры 2-4 проводят аналогично примеру 1. Данные об условиях проведения, выходе целевого продукта (бутилбензилфталата) представлены в таблице.

В примере N 5 приведены данные по прототипу.

Из экспериментальных данных таблицы подтверждается существенность проведения нейтрализации монобутилфталата растворами щелочей в среде фосфатного буфера с интервалом рН 6,0-8,0.

Стабильное поддержание необходимого интервала рН 7-8 за счет использования буферной среды приводит к увеличению выхода бутилбензилфталата из-за снижения степени протекания побочных реакций.

На стадии конденсации остаточные количества буферной смеси в растворе монобутилфталата способствуют также целенаправленному протеканию процесса.