способ получения 2-метил-1,3-диоксолана
Классы МПК: | C07D317/12 только с атомами водорода или радикалами, содержащими только атомы водорода и углерода, непосредственно связанными с атомами углерода кольца |
Автор(ы): | Дан А.В., Круглов Д.Э., Шостенко А.Г. |
Патентообладатель(и): | Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-05-29 публикация патента:
10.11.1995 |
Использование: в органическом синтезе как экстрагент масел, жиров и восков и стабилизатора галогенводородов. Сущность изобретения: продукт: 2-метил-1,3-диоксолан. БФ C4H7O2 т.кип. 88,5°С, d240 0,9861, n2D0 1,4120. Реагент 1: 1,4-диоксан. Условия процесса: подвергают облучению в течение 18-24 ч при 140-160°С. Способ позволяет упростить и удешевить процесс в 3,6 раза за счет использования в качестве исходного 1,4-диоксана и исключения растворителя и катализатора.
Рисунок 1
Формула изобретения
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-МЕТИЛ-1,3-ДИОКСОЛАНА, включающий нагревание, отличающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления процесса, 1,4-диоксан подвергают -облучению в течение 18-24 ч при 140-160oС.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к органической химии, конкретно к способу получения 2-метил-1,3-диоксолана, формулы2-Метил1,3-диоксолан применяется как экстрагент для масел, жиров и восков, низкокипящий растворитель для красок и эфиров целлюлозы, стабилизатор галогенводородов (1, 2). Известен способ получения 2-метил-1,3-диоксолана в результате экзотермической реакции ацетальдегида с этиленгликолем (3), по схеме
H3C + + H2O
Реакционную смесь кипятят в растворе толуола (катализатор КУ-2 в Н+ форме) при интенсивном перемешивании до выделения расчетного количества H2O в течении 7-10 ч, затем охлаждают, отфильтровывают катализатор и выделяют целевой продукт четкой ректификацией. Выход 2-метил-1,3-диоксолана достигает 70%
Указанный способ имеет следующие недостатки: сложность технологического процесса, применение трех реагентов, в том числе токсического толуола, а также использование катализатора. Целью изобретения является упрощение и удешевление технологического процесса получения 2-метил-1,3-диоксолана, а также замена используемых реагентов 1,4-диоксаном. Данная цель достигается тем, что 1,4-диоксан подвергают -облучению при 140-160оС. Реакция протекает по следующей схеме:
____
При -облучении 1,4-диоксана образуется, в приведенных условиях, 2-метил-1,3-диоксолан. Повидимому, под действием -облучения из 1,4-диоксана (Дн) генерируются 1,4-диоксанильные радикалы (Дl ), изомеризация которых приводит к 2-метил-1,3-диоксолану. Получение 2-метил-1,3-диоксолана осуществляют следующим образом. 1,4-Диоксан (ГОСТ 10455-80) в тонкостенном стальном, герметичном автоклаве помещают в активную зону (мощность поглощенной дозы излучения составляла 1,8 Гр/с) серийной установки РХМ- -20 и выдерживают 18-24 ч при 140-160оС. После проведения реакции автоклав охлаждают и четкой ректификацией отделяют непрореагировавший 1,4-диоксан от 2-метил-1,3-диоксолана. Конверсия 1,4-диоксана достигает 54% выход целевого продукта 55-90% (на прореагировавший 1,4-диоксан). П р и м е р 1. 1 моль (88,1 г ) 1,4-диоксана помещают в стальной тонкостенный герметичный автоклав (V=0,25 л) и подвергают -облучению 60Co в активной зоне установки РХМ- -20 при 130оС в течении 24 ч. Затем смесь охлаждали и отделяли целевой продукт от непрореагировавшего 1,4-диоксана четкой ректификацией (колонка 20 т. т.). Получили 1,7 гр 2-метил-1,3-диоксолана (Tкип= 88,5оС, d204=0,9861, nD20=1,4120). Масс-спектр m/Z (% от максимального пика): 39(4,5), 41(12,3), 43(10,8), 57(4,1), 73(100,0), 88(2,3). Спектр ЯМР 13С (, м. д.): O-C-O 101,6; O-CH2-64,9; CH3CO 20,3. Конверсия 1,4-диоксана 9% выход целевого продукта 22%
Остальные примеры приведены в таблице. Наибольший выход целевого продукта достигается при температуре 140-160оС, при этом конверсия 1,4-диоксана составляет 27-54% (оп. 4-10). При увеличении температуры (11, 12), вследствие протекания вторичных реакций при чрезмерном увеличении конверсии 1,4-диоксана, выход целевого продукта падает. По сравнению с известным способом получения 2-метил-1,3-диоксолана (3), предполагаемый способ имеет ряд преимуществ. Он достаточно прост в аппаратурном оформлении, используется один реагент. Преимуществом также является возможность повторного использования непрореагировавшего 1,4-диоксана в реакции и практическая безотходность процесса.
Класс C07D317/12 только с атомами водорода или радикалами, содержащими только атомы водорода и углерода, непосредственно связанными с атомами углерода кольца