RU2126785C1 - Способ получения 2,3,5-триметилгидрохинона - Google Patents
Способ получения 2,3,5-триметилгидрохинона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2126785C1 RU2126785C1 RU94045635A RU94045635A RU2126785C1 RU 2126785 C1 RU2126785 C1 RU 2126785C1 RU 94045635 A RU94045635 A RU 94045635A RU 94045635 A RU94045635 A RU 94045635A RU 2126785 C1 RU2126785 C1 RU 2126785C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- trimethylhydroquinone
- catalyst
- trimethylphenol
- xylidine
- methanol
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 2,3,5-триметилгидрохинона - полупродукта производства витамина Е. 2,3,5-триметилгидрохинон получают исходя из 3-нитро-о-ксилола путем восстановления 3-нитро-о-ксилола до 2,3-ксилидина на катализаторе, содержащем окислы железа, хрома или активную окись алюминия, промотированную ионами щелочных и щелочно-земельных металлов, используя в качестве восстановителя первичные спирты С1-С3 при 320-350oC и атмосферном давлении с последующим диазотированием полученного 2,3-ксилидина до 2,3-ксиленола, метилированием последнего в паровой фазе метанолом над тем же катализатором и окислением полученного 2,3,6-триметилфенола до 2,3,5-триметилгидрохинона химическим или электрохимическим методами.
Description
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 2,3,5-триметилгидрохинона (ТМГХ) - полупродукта производства витамина Е.
Главной особенностью современных методов получения ТМГХ является то, что все они основаны на предварительном получении 2,3,6-триметилфенола, который далее окисляют разными методами в 2,3,5-триметилбензохинон, последний гидрируют в 2,3,5-триметилгидрохинон.
Так известен способ получения 2,3,5-триметилгидрохинона из псевдокумола с предварительной защитой реакционноспособного положения 5 введением брома или сульфогруппы по схеме:
Недостатком указанного метода является его многостадийность, сложность технологии, низкий выход целевого продукта - 17,3% мас. /1/. Химико-фармацевтический журнал, Москва, Медицина 1988 г., с. 1246.
Недостатком указанного метода является его многостадийность, сложность технологии, низкий выход целевого продукта - 17,3% мас. /1/. Химико-фармацевтический журнал, Москва, Медицина 1988 г., с. 1246.
Известен способ получения триметилгидрохинона исходя из диэтилкетона /1/ по схеме:
Недостатками данного способа являются низкий выход - 17,2% целевого продукта и отсутствие сырья - диэтилкетона.
Недостатками данного способа являются низкий выход - 17,2% целевого продукта и отсутствие сырья - диэтилкетона.
В патентной литературе приводится ссылка на один из широко известных методов получения 2,3,5-триметилгидрохинона, исходя Фенола (прототип) /2/ (Патент США 4060561, C 07 C 39/08,77)
Однако данных о параметрах проведения процесса и выходе целевого продукта нет и сравнение провести по этим показателям не представляется возможным. Суть патента заключается в алкилировании 4-метоксифенола метанолом при температуре 350-550oC и давлении 1-70 атм. над катализатором. В качестве катализатора обычно используется MgO или Al2O3 с активирующими добавками окислов V, Ti, Ce, Mn, Zn и Fe. В результате неполного или избыточного метилирования получают смесь, содержащую 2,3,6-триметилгидрохинон и 8 наименований побочных продуктов, которые после разделения необходимо вернуть в цикл или утилизировать.
Однако данных о параметрах проведения процесса и выходе целевого продукта нет и сравнение провести по этим показателям не представляется возможным. Суть патента заключается в алкилировании 4-метоксифенола метанолом при температуре 350-550oC и давлении 1-70 атм. над катализатором. В качестве катализатора обычно используется MgO или Al2O3 с активирующими добавками окислов V, Ti, Ce, Mn, Zn и Fe. В результате неполного или избыточного метилирования получают смесь, содержащую 2,3,6-триметилгидрохинон и 8 наименований побочных продуктов, которые после разделения необходимо вернуть в цикл или утилизировать.
Пример по прототипу.
Смесь 21,05 г 4-метоксифенола, 27,2 г MeOH и 1,7 г воды пропускают под давлением при 503oC через слой гранулированного в течение 1 часа. Продукт реакции охлаждают, конденсируют и оставляют на ночь, затем разделяют органическую жидкую фазу от твердой и анализируют методом газовой хроматографии. Суммарное содержание триметилгидрохинона в обоих фазах составляет 22,1%.
Недостатками приведенного способа получения ТМГХ являются:
1) низкая селективность процесса по целевому продукту
2) необходимость введения сложной стадии разделения побочных продуктов, их идентификация
3) необходимость рецикла недометилированных продуктов
4) трудоемкость процесса в плане многоступенчатости технологической схемы
5) низкий выход ТМГХ.
1) низкая селективность процесса по целевому продукту
2) необходимость введения сложной стадии разделения побочных продуктов, их идентификация
3) необходимость рецикла недометилированных продуктов
4) трудоемкость процесса в плане многоступенчатости технологической схемы
5) низкий выход ТМГХ.
Цель данного изобретения - упрощение технологического процесса, повышение выхода целевого продукта и улучшение условий труда.
Указанная цель достигается тем, что 2,3,5-триметилгидрохинон получают по следующей схеме исходя из 3-нитро-о-ксилола:
3-нитро-о-ксилол обычно восстанавливают молекулярным водородом в присутствии катализатора Pd/C при температуре 55-60oC и давлении 5-10 атм. в автоклаве до 2,3-ксилидина. Неожиданно для авторов изобретения оказалось возможным проведение реакции восстановления 3-нитро-о-ксилола на не типичном для такого типа реакций окисном железо-хромовом катализаторе, используя в качестве донора водорода - метиловый спирт (или первичные спирты C2-3) в реакторе проточного типа при атмосферном давлении и температуре 340-350oC до 2,3-ксилидина. Выделение 2,3-ксилидина основано на отгонке метанола, применяемого как растворитель и реагент одновременно. Затем 2,3-ксилидин диазотируют в водной среде нитритом натрия до 2,3-ксиленола; 2,3-ксиленол метилируют в паровой фазе над тем же железо-хромовым катализатором или над активной окисью алюминия, промотированной ионами щелочных и щелочно-земельных металлов [Mg2+, Mn2+, Ca2+, Cr2+, Fe2+] при температуре 340-350oC.
3-нитро-о-ксилол обычно восстанавливают молекулярным водородом в присутствии катализатора Pd/C при температуре 55-60oC и давлении 5-10 атм. в автоклаве до 2,3-ксилидина. Неожиданно для авторов изобретения оказалось возможным проведение реакции восстановления 3-нитро-о-ксилола на не типичном для такого типа реакций окисном железо-хромовом катализаторе, используя в качестве донора водорода - метиловый спирт (или первичные спирты C2-3) в реакторе проточного типа при атмосферном давлении и температуре 340-350oC до 2,3-ксилидина. Выделение 2,3-ксилидина основано на отгонке метанола, применяемого как растворитель и реагент одновременно. Затем 2,3-ксилидин диазотируют в водной среде нитритом натрия до 2,3-ксиленола; 2,3-ксиленол метилируют в паровой фазе над тем же железо-хромовым катализатором или над активной окисью алюминия, промотированной ионами щелочных и щелочно-земельных металлов [Mg2+, Mn2+, Ca2+, Cr2+, Fe2+] при температуре 340-350oC.
Полученный 2,3,6-триметилфенол подвергают химическому или электрохимическому окислению до 2,3,5-триметилбензохинона с последующим восстановлением до 2,3,5-триметилгидрохинона любым подходящим восстановителем (молекулярным водородом, гидросульфитом натрия) или электрохимическим методом.
В качестве химических окислителей применяют кислород воздуха в присутствии катализаторов, содержащих одновалентную медь, соединения хрома, гипогалогениты при температуре 30-65oC. В случае электрохимического окисления конечный продукт реакции 2,3,5-триметилгидрохинон получают без выделения 2,3,5-триметилбензохинона, как промежуточного продукта реакции.
Общий выход целевого продукта (ТМГХ) по всем стадиям составляет 46,6-48,5% мас.
Сущность изобретения поясняется следующими примерами.
Пример N 1. Получение 2,3-ксилидина
Раствор 151 г (1 моль) 3-нитро-о-ксилола в метаноле (35740% концентрации) со скоростью 100-250 мл/час из сырьевой емкости дозатором подается в испарительную зону проточного реактора, предварительно продутого азотом. Реактор представляет собой цилиндрический аппарат из нержавеющей стали, снабженный электрообогревом, термопарой, заполненный гранулированным Fe/Cr катализатором марки CTK-1-7. Температура в зоне испарителя поддерживается 200-250oC, в реакционной зоне 340-350oC
Реакция каталитического парового риформинга метанола
реализуется одновременно с реакцией каталитического восстановления 3-нитро-о-ксилола.
Раствор 151 г (1 моль) 3-нитро-о-ксилола в метаноле (35740% концентрации) со скоростью 100-250 мл/час из сырьевой емкости дозатором подается в испарительную зону проточного реактора, предварительно продутого азотом. Реактор представляет собой цилиндрический аппарат из нержавеющей стали, снабженный электрообогревом, термопарой, заполненный гранулированным Fe/Cr катализатором марки CTK-1-7. Температура в зоне испарителя поддерживается 200-250oC, в реакционной зоне 340-350oC
Реакция каталитического парового риформинга метанола
реализуется одновременно с реакцией каталитического восстановления 3-нитро-о-ксилола.
Продукты реакции после прохождения холодильника-конденсатора собирают в приемник и затем на роторно-пленочном испарителе отгоняют избыточный метанол. Получают 119,8 г 2,3-ксилидина. Выход 99%.
Аналогично примеру 1 возможно использование в качестве восстановителя других первичных спиртов, причем спирты изостроения отщепляют атом водорода в более мягких условиях.
Пример N 2. Получение 2,3-ксилидина в среде этилового спирта.
Раствор 151 г (1 моль) 3-нитро-о-ксилола в 226,5 г этанола со скоростью 100-250 мл/час подают в реактор при температуре в зоне испарителя 200-250oC, в зоне реакции 320-330oC. Получают 118,4 г 2,3-ксилидина. Выход 97,8% мас.
Пример N 3. Получение 2,3-ксилидина в среде изопропилового спирта.
Раствор, содержащий 151 г (1 моль) 3-нитро-о-ксилола в 226,5 г изопропилового спирта со скоростью 100-250 мл/чае подают в испарительную зону реактора при температуре 200-250oC. Температура в зоне реакции 320-330oC. Получают 118,6 г 2,3-ксилидина с выходом 98% мае,
Пример N 4. Получение 2,3-ксиленола.
Пример N 4. Получение 2,3-ксиленола.
В четырехгорлую круглодонную колбу (V = 2000 мл), снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником загружают 350 мл тетрахлорэтилена и 121 г (1,0 моль) 2,3-ксилидина, Затем при хорошем перемешивании загружают 1 л воды и порциями приливают 260,7 г (2,5 моля) концентрированной соляной кислоты, поддерживая температуру реакционной смеси с помощью термостата 5-10oC. К полученной суспензии солянокислого 2,3-ксилидина прикапывают водный раствор нитрита натрия с такой скоростью, чтобы не допустить сильного вспенивания и перегрева реакционной массы выше +10oC. По окончании дозирования нитрита натрия реакционную массу при перемешивании медленно нагревают до температуры 50oC и выдерживают при этой температуре в течение двух часов до полного разложения соли диазония.
В конце реакции диазотирования реакционная масса представляет собой легко расслаивающуюся жидкость. Нижний слой - раствор 2,3-ксиленола в тетрахлорэтилене отделяют от водного слоя и на роторно-пленочном испарителе при температуре 60-80oC и P = 20 мм рт.ст. отгоняют тетрахлорэтилен.
Куб после отгонки тетрахлорэтилена (ксиленол-сырец) представляет собой кристаллический продукт от желтого до коричневого цвета с содержанием основного вещества 95-99%. Его подвергают перегонке с водяным паром для очистки от смол. Отгонку 2,3-ксиленола ведут до тех пор, пока проба дистиллата не перестанет образовывать мути с бромной водой. Дистиллат из приемника-фазоразделителя выливают в стакан, охлаждают в баке со льдом, декантацией сливают воду, отделяя закристаллизовавшийся 2,3-ксиленол. Получают 72,6 г 2,3-ксиленола. Выход 60% от теории.
Пример N 5. Получение 2,3,6-триметилфенола
Реактор парофазного метилирования 2,3-ксиленола аналогичен реактору каталитического парового риформинга метанола, описанному в примере 1, и представляет собой цилиндрический аппарат из нержавеющей стали, снабженный электрообогревом, термопарой, заполненный железо-хромовым катализатором марки CTK-1-7.
Реактор парофазного метилирования 2,3-ксиленола аналогичен реактору каталитического парового риформинга метанола, описанному в примере 1, и представляет собой цилиндрический аппарат из нержавеющей стали, снабженный электрообогревом, термопарой, заполненный железо-хромовым катализатором марки CTK-1-7.
Температура в зоне испарителя поддерживается 200-250oC, в зоне реакции 340-350oC. Предварительно готовят 35-40% раствор 2,3-ксиленола в метаноле и заливают его в сырьевую мерную емкость. После достижения в испарителе и реакторе необходимой температуры и продувки их азотом на вход испарителя дозировочным насосом подают сырье со скоростью 100-150 мл/час. Скорость подачи сырья определяется объемом реактора и активностью катализатора. Продукты реакции, выходя из реактора, конденсируют в холодильник-конденсатор и собирают в сборник алкилата, представляют собой раствор 2,3,6-триметилфенола в метаноле с примесями реакционной воды. Алкилат подвергают упарке на установке обычной перегонки при 65-95oC от воды и метанола. Получают кристаллический 2,3,6-триметилфенол. Конверсия 2,3-ксиленола 99%, селективность метилирования по 2,3,6-триметилфенолу 98% мас. Выход - 97,0%.
Пример N 6.
Получение 2,3,6-триметилфенола парофазным метилированием на алюмо-кальциевом катализаторе, промотированном ионами Fe2+, проводят аналогично примеру 5. Количество промотора в готовом катализаторе составляет 5-10% мас. В качестве носителя в катализаторе используется активная γ- окись алюминия марки A, промотированная ионами щелочных и щелочно-земельных металлов [Mg2+, Mn2+, Ca2+, Cr2+, Fe2+]
Получают 2,3,6-триметилфенол с селективностью 94-98%. Конверсия 2,3-ксиленола колеблется от 98 до 89%.
Получают 2,3,6-триметилфенол с селективностью 94-98%. Конверсия 2,3-ксиленола колеблется от 98 до 89%.
Пример N 7.
Получение 2,3,5-триметилгидрохинона. Предварительно готовят 5-6% раствор 2,3,6-триметилфенола в метаноле. Затем в реактор V=0,5 л, снабженный барботером, термометром, обратным холодильником и мешалкой загружают 250 г раствора 2,3,6-триметилфенола в метаноле и 6,1 г катализатора окисления на основе гидрата окиси алюминия, Cu+, Cl-, PO PO , , Li+, NH NH . Затем при температуре 30-65o, предпочтительно 64-65oC, барботируют воздух со скоростью 200 мл/час в течение 4-5 часов при эффективном перемешивании. Затем катализатор отфильтровывают, упаривают фильтрат. Получают 11,7 г 2,3,5-триметилбензохинона с выходом 85% мас., который обрабатывают водным раствором гидросульфита натрия, экстрагируют эфиром в объемном соотношении 1:1, отгоняют эфир и получают 2,3,5-триметилгидрохинон с выходом 95-97% в пересчете на 2,3,5-триметилбензохинон.
Пример N 8.
Реакцию окисления 2,3,6-триметилфенола проводят аналогично примеру 7, но после фильтрации катализатора окисления, фильтрат (раствор 2,3,5-триметилбензохинона в метаноле) помещают в "утку" и восстанавливают молекулярным водородом на суспендированном катализаторе Pd/C при температуре 55-60oC. Затем отфильтровывают катализатор гидрирования, отгоняют метанол. Получают 2,3,5-триметилгидрохинон с выходом 98-99% мас. в пересчете на триметилбензохинон.
Пример N 9.
Реакцию окисления 2,3,6-триметилфенола проводят 6-10%-ным водным раствором гипохлорита натрия при температуре 25-50oC и pH=9oC13,5 в водно-щелочной среде в течение 2-3 часов при мольном соотношении 2,3,5-триметилфенол: гипохлорит натрия = 1:5. Затем температуру реакции повышают до 90-95oC, выдерживают при перемешивании еще 1,5 часа. Полученный 2,3,5-триметилгидрохинон экстрагируют тетрахлорэтиленом при объемном соотношении реакционная масса: тетрахлорэтилен = 1:1 3 раза. Экстракт упаривают на роторно-пленочном испарителе в вакууме и получают 2,3,5-триметилгидрохинон с выходом 87,1-90% мас. в пересчете на 2,3,6-триметилфенол.
Пример N 10. Электрохимический окислительно-восстановительный процесс получения 2,3,5-триметилгидрохинона.
В анодную камеру мембранного электролизера заливают 150 мл 10% H2SO4, в катодную - 40 мл 20% H2SO4. В качестве анода используют PbO2 площадью 150 см, катод - свинцовый или медный. При температуре 8-10oC и силе тока 5A проводят электролиз в течение 30 минут. Затем выключают ток, сливают 50 мл анолита и в анодную камеру приливают раствор 5 г (0,036 м) 2,3,6-триметилфенола в 50 мл ацетона. Процесс окисления ведут при температуре 30-40oC, силе тока 3A в течение 2-х часов. Затем реакционную массу сливают из анодного пространства в катодное.
Электровосстановление 2,3,5-триметилхинона ведут током силой 3 A при температуре 30-40oC в течение одного часа. Полученный 2,3,5-триметилгидрохинон экстрагируют органическим растворителем (хлоруглероды, ароматические углеводороды, эфиры или кетоны) и переосаждают из раствора гексаном, гептаном или циклогексаном. Выход 2,3,5-триметилгидрохинона 4,7-5 г (85-90% мас.) в пересчете на 2,3,6-триметилфенол.
Таким образом, предлагаемый авторами способ получения 2,3,5-триметилгидрохинона отличается от прототипа характером используемого сырья, высокой селективностью процесса и практическим отсутствием побочных продуктов реакции, более высоким выходом целевого продукта. 46,6-48,5% по сравнению с 22,1% по прототипу, комплексностью использования метанола в качестве растворителя и реагента.
Claims (1)
- Способ получения 2,3,5-триметилгидрохинона, включающий алкилирование фенола, окисление полученного алкилфенола, гидрирование алкилбензохинона, отличающийся тем, что исходный 3-нитро-о-ксилол восстанавливают первичным C1-C3 спиртом на катализаторе, содержащем окислы железа и хрома, при 320 - 350oC до 2,3-ксилидина, который диазотируют до 2,3-ксиленола, с последующим метилированием последнего в паровой фазе метанолом на катализаторе, содержащем окислы железа и хрома или активную окись алюминия, промотированную ионами щелочных и щелочноземельных металлов (Mg2+, Mn2+, Ca2+, Cr2+, Fe2+) при 340 - 350oC, с последующим окислением полученного 2,3,6-триметилфенола кислородом воздуха в присутствии катализатора на основе гидрата окиси алюминия, содержащем Cu+, Cl-, PO
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94045635A RU2126785C1 (ru) | 1994-12-30 | 1994-12-30 | Способ получения 2,3,5-триметилгидрохинона |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94045635A RU2126785C1 (ru) | 1994-12-30 | 1994-12-30 | Способ получения 2,3,5-триметилгидрохинона |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94045635A RU94045635A (ru) | 1997-10-20 |
RU2126785C1 true RU2126785C1 (ru) | 1999-02-27 |
Family
ID=20163641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94045635A RU2126785C1 (ru) | 1994-12-30 | 1994-12-30 | Способ получения 2,3,5-триметилгидрохинона |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2126785C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107721804A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-02-23 | 绍兴贝斯美化工股份有限公司 | 一种经3‑硝基邻二甲苯制备邻二甲苯的方法 |
-
1994
- 1994-12-30 RU RU94045635A patent/RU2126785C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107721804A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-02-23 | 绍兴贝斯美化工股份有限公司 | 一种经3‑硝基邻二甲苯制备邻二甲苯的方法 |
CN107721804B (zh) * | 2017-10-16 | 2020-09-18 | 绍兴贝斯美化工股份有限公司 | 一种经3-硝基邻二甲苯制备邻二甲苯的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0416113B1 (en) | Process for producing a hydrogen-containing 2,2-difluoropropane | |
US5527969A (en) | Process for preparing acetaldehyde diethyl acetal | |
US4321204A (en) | Preparation of certain 2-methyl-2,3-dihydro-benzofuran-7-ols | |
NL8403968A (nl) | Werkwijze voor de bereiding van alkalimetaalzouten van polyethoxycarbonzuren en hun toepassing als olieverdrijvend middel uit oliebronnen. | |
WO2005100288A1 (en) | Method of preparing 1-acetyl-1-chlorcyclopropane | |
RU2126785C1 (ru) | Способ получения 2,3,5-триметилгидрохинона | |
KR101361451B1 (ko) | 다가 페놀을 제조하는 방법 | |
US5177265A (en) | Process for the preparation of citral | |
EP0860419B1 (en) | Process for producing 2,2'-bis (hydroxymethyl) alkanal and 2,2,'-bis (hydroxymethyl) - alkanoic acid | |
EP0921110B1 (fr) | Utilisation de composés de structure de type hydrotalcite pour la préparation de composés carbonyles-bèta-hydroxy et/ou alpha-bèta insaturés | |
JP3795970B2 (ja) | α,β−不飽和アルデヒドの製造方法 | |
EP0439913A2 (en) | Manufacture of ketone derivatives of polyoxypropylene glycols | |
CN113166028B (zh) | 使用多相au/tio2催化剂合成酯 | |
US3992452A (en) | Method for the production of alkoxycyclohexanones | |
KR101193475B1 (ko) | 변성 이온 교환체의 제조방법 및 비스페놀 화합물의 제조방법 | |
JPS6151572B2 (ru) | ||
CN111747834B (zh) | 1,3-二羟丙酮的制备方法 | |
EP1860090B1 (en) | Method for processing the glycerol phase from transestrification of fatty acid triglycerols | |
WO2009084504A1 (ja) | 2-(1-ヒドロキシアルキル)シクロアルカノンの製造方法 | |
EP1254103B1 (en) | Method of making 3,5-difluoroaniline from 1,3,5-trichlorobenzene | |
HU220897B1 (en) | Process for preparing orthoesters | |
JPH06172882A (ja) | 水溶液からパラジウムを分離・精製するための方法及び組成物 | |
JP4057133B2 (ja) | オルトヒドロキシマンデル酸ナトリウムの連続的製造方法 | |
US5276200A (en) | Method of preparing sodium formyl acetone and 4,4-dimethoxy-2-butanone | |
US5994589A (en) | Process for preparing 2,5,6-trimethyl-2-cyclohexen-1-one |