Способ получения монометил гомологов циклического сульфона бутадиена-1,3 (сульфолена-3)

 

Сущность изобретения: продукт - метилзамещенный сульфолен-3, БФ С₅Н₈O₂₅, т.пл. 62-63,2^oC, выход сульфоно изопрена 99%. Реагент 1: изопрен и пентадиен-1,3, содержащиеся во фракции углеводородов С₅ промышленных установок разделения газов пиролиза бензина. Реагент 2: жидкий диоксид серы. Условия реакции: температура 95-105^oС под давлением 16-17 ат в течение 2-4 ч. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии химических синтезов органических веществ.

Известные способы получения гомологов сульфолена-3 состоят в действии двуокиси серы на индивидуальные гомологи дивинила (Э.Г.Розанцев. Сульфоланы и некоторые аспекты их промышленного применения, Химическая промышленность, 1961, N 7, с. 12).

Применение индивидуальных гомологов дивинила, например, таких как изопрен или пентадиент-1,3, требует либо их предварительного выделения их из сложных технических смесей, либо отдельных многостадийных синтезов этих гомологов.

При осуществлении синтезов гомологов сульфолена-3 в соответствии с изложенным выше способом затраты на получение индивидуальных изопрена и пентадиена-1,3 будут соответственно отражаться на себестоимости полученных по этому способу монометил гомологов сульфолена-3.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении экономичности процесса за счет снижения затрат на компоненты сырья.

Задача решается путем использования вместо индивидуальных гомологов дивинила, таких как изопрен и пентадиен-1,3, фракции углеводородов С₅ промышленных установок разделения газов пиролиза бензина, содержащей не менее 10% мас. изопрена и не менее 5% мас. пентадиена-1,3. В качестве катализатора используют в соответствии с заявкой N 95104174 от 31 марта 1995 г. суммарные экстрактивные фенолы, выделяемые экстракцией из подсмольных вод промышленных установок среднетемпературного коксования каменных углей, или фракцию этих фенолов. Возможно также использовать такие известные катализаторы, как гидрохинон, пирогаллол, пирокатехин или диоксим парахинона.

Ниже приведен результат эксперимента, подтверждающий возможность осуществления процесса в соответствии с настоящим изобретением. Синтез проводят в автоклаве вместимостью 250 см³, снабженном манометром. В охлажденный ниже температуры кипения жидкого сернистого ангидрида автоклав загружают 35 см³ жидкого сернистого ангидрида и 70 см³ жидкой фракции углеводородов С₅ промышленной установки разделения продуктов пиролиза бензина (ТУ 38 40240-80), содержащей 19,7% мас. изопрена и 5,9% мас. пентадиена-1,3. Добавляют 0,4 см³ фракции экстрактивных фенолов марки ФА-1 (ТУ 38 40287-86), растворенных в 2 см³ толуола, и герметизируют автоклав.

Автоклав помещают в водяную баню и выдерживают при температуре 98-99^oC в течение 3 ч, при этом давление достигает макс. 17,5 ат. и мин. 16 ат. После охлаждения автоклав вскрывают и удаляют летучие вещества путем постепенного нагрева и выдержки до прекращения газовыделения при температуре 70-75^oC (в бане). Оставшееся в автоклаве содержимое в количестве 33 г растворяют в 4-кратном количестве воды при температуре 50-60^oC и отстаивают при этой температуре от нижнего, содержащего темноокрашенную смолу, жидкого слоя. Отделяют верхний прозрачный бесцветный слой водного раствора и удаляют воду либо отгонкой в вакууме при температуре не выше 70^oC, либо путем естественного испарения при комнатной температуре в тонком слое. После удаления воды получают в остатке при комнатной температуре кристаллическую массу, содержащую неводную жидкую фазу, в сумме 24 г. Кристаллы от жидкой фазы отделяют, например, путем вакуумного фильтрования.

Кристаллы, отделенные от жидкой фазы, имеют температуру плавления 62,0-63,2^oC и по данным анализа хроматомасс-спектрометpическим методом состоят из сульфона изопрена не менее чем на 99% Отделенная от кристаллов жидкая фаза является смесью сульфона пентадиена-1,3 (53%) и сульфона изопрена (47%).

Таким образом, полученные и выделенные в соответствии с настоящим изобретением вещества являются монометил гомологами циклического сульфона бутадиена-1,3.

Формула изобретения

1. Способ получения монометил гомологов циклического сульфона бутадиена-1,3 (сульфолена-3) путем нагревания под давлением жидкой смеси, содержащей изопрен и пентадиен-1,3, с жидким диоксидом серы в присутствии катализаторов, растворенных в этой смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса, в качестве источника изопрена и пентадиена-1,3 используют фракцию углеводородов С₅ промышленных установок разделения газов пиролиза бензина.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют фенолы, выделяемые экстракцией из подомольных вод промышленных установок среднетемпературного коксования каменных углей, в виде их неразделенной суммы или в виде отдельных фракций, взятые в количестве от 0,1% от 5% от массы суммы изопрена и пентадиена-1,3 непосредственно или в растворе.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве растворителей катализатора используют спирты, простые эфиры, углеводороды или сульфоны, взятые в количестве от 1,0 до 100, кратному количеству катализатора.

4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что в исходной сырьевой смеси поддерживают соотношение от 1,6 до 4,5 молей диоксида серы на 1 моль суммы изопрена и пентадиена-1,3.

5. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что смесь компонентов выдерживают при температуре 95 105^oС в течение 2 4 ч.