Способ получения бутилбензилфталата

 

Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, в частности к получению бутилбензилфталата, используемого как пластификатор суспензионного и эмульсионного поливинилхлорида, поливинилбутираля и хлоркаучуков. Сущность изобретения заключается в том, что бутилбензилфталат получают взаимодействием натриевой соли монобутилфталата с хлористым бензилом в присутствии катализатора - триэтиламина и щелочного реагента, причем в качестве последнего используют бикарбонат натрия при молярном соотношении натриевой соли монобутилфталата, хлористого бензила и бикарбоната натрия 1:1 - 1,2:0,25 - 0,3 соответственно, а процесс ведут при температуре 90-95°С в течение 3 ч. Использование предлагаемого способа позволит упростить процесс путем поддержания заданного (постоянного) значения pH реакционной массы за счет использования в качестве щелочного реагента - бикарбоната натрия, создать необходимую pH-среду автоматически сразу же после введения бикарбоната натрия в реакционную массу. К преимуществам применения бикарбоната натрия относится также удобство контроля pH-среды, т.к. отпадает необходимость в контрольно-измерительных приборах, замеряющих pH, и в блоке автоматического титрования.

Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, в частности к получению бутилбензилфталата, используемого как пластификатор суспензионного и эмульсионного поливинилхлорида, поливинилбутираля и хлоркаучуков. Особенно широкое применение бутилбензилфталат находит при изготовлении высококачественных полимерных строительных материалов, искусственной кожи, полимерной упаковки для пищевых продуктов и лекарств.

Известен способ получения алкилбензилфталатов общей формулы где R - C₄ - C₈-алкил, взаимодействием фталевого ангидрида с первичным алифатическим спиртом C₄-C₈ при 90-100^oC и атмосферном давлении с последующей обработкой образовавшегося моноалкилфталата карбонатом щелочного металла, после чего образовавшийся моноалкилфталат щелочного металла подвергают конденсации с хлористым бензилом при нагревании в присутствии триэтиламина, причем обработку моноалкилфталата проводят водным раствором карбоната щелочного металла в присутствии монооктилового эфира полиэтиленгликоля соответственно 1:0,5-5,8: 0,0001-0,0002 и конденсацию осуществляют при 90-105^oC (См. а.с. N 1187420).

Недостатком способа является то, что в эфире-сырце, анализированного методом газожидкостной хроматографии, идентифицированы продукты побочных реакций - бутиловый и бензиловый спирты. Тем же методом установлено, что в ходе синтеза ББЗФ происходит увеличение концентрации бутилового и бензилового спиртов в реакционной массе.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения бутилбензилфталата (ББЗФ) взаимодействием натриевой соли монобутилфталата, (Na-соли монобутилфталата) и хлористого бензила.

Реакция Na-соли монобутилфталата с хлористым бензилом относится к гетерофазным процессам, где реагенты находятся в двух несмешивающихся фазах: монобутилфталат - в водной фазе; а хлористый бензил - в органической фазе.

Процесс получения бутилбензилфталата в двухфазных системах проводят в присутствии катализатора-триэтиламина.

Процесс получения бутилбензилфталата в двухфазных системах проводят в присутствии катализатора межфазного переноса - соли триэтиламина при его концентрации 0,212 моль/л органической фазы.

Условия синтеза: температура 90^oC, pH реакционной массы 8,0-8,3.

Особенность синтеза заключается в постоянном поддержании заданного значения pH, равном 8,0-8,3, щелочным реагентом - 0,1 раствором NaOH.

В случае отсутствия поддержания постоянного pH реакционной массы в ходе реакции уже через 30 минут наступает торможение процесса, pH при этом снижается с 8,5 до 7.

Исследование зависимости содержания в органической фазе от pH реакционной массы показывает, что синтез ББЗФ в сильнощелочной среде (pH ≥ 9) и слабощелочной среде (pH= 6) нецелесообразен, т.к. при pH=6 увеличивается скорость реакции кислого гидролиза Na-соли монобутилфталата.

Низкий выход ББЗФ (45-50%) при синтезе в щелочной среде (pH=10) объясняется значительной степенью щелочного гидролиза хлористого бензила и Na-соли монобутилфталата.

Таким образом, необходимо проведение конденсации Na-соли монобутилфталата с хлористым бензилом при постоянном pH среды 8,0-8,3.

Реакцию гидролиза Na-соли монобутилфталата, хлористого бензила в бутилбензилфталате проводят в четырехгорловом реакторе объемом 80 мл, снабженным мешалкой, термометром и обратным холодильником. Нагрев реакционной массы проводят на масляной бане.

pH-среду поддерживают постоянной путем дотитровки реакционной массы 4N раствором NaOH. Измерение pH-среды и постоянную дотитровку проводят с помощью мономера ЭВ-74 и блока автоматического титрования (см. "Полезные модели" N 4, 1996 г., стр. 20-22).

Недостатком способа является сложность проведения процесса, а именно сложность поддержания заданного (постоянного) значения pH реакционной массы, необходимость постоянной дотитровки и блока автоматического титрования.

Задача изобретения - упрощение процесса путем создания автоматического контроля поддержания постоянного значения pH реакционной массы за счет использования в синтезе бутилбензилфталата в качестве щелочного реагента бикарбоната натрия.

Сущность изобретения заключается в том, что бутилбензилфталат получают взаимодействием натриевой соли монобутилфталата с хлористым бензилом в присутствии катализатора-триэтиламина и щелочного реагента, причем в качестве щелочного реагента используют бикарбонат натрия при молярном соотношении натриевой соли монобутилфталата, хлористого бензила и бикарбоната натрия 1:1 - 1,2:0,25 - 0,3 соответственно, а процесс ведут при температуре 90-95^oC в течении 3 часов.

Отличием заявляемого технического решения от прототипа является использование в качестве щелочного реагента бикарбоната натрия и молярное соотношение исходных реагентов - натриевой соли монобутилфталата, хлористого бензила и щелочного реагента - бикарбоната натрия 1:1 - 1,2:0,2 - 0,3 за счет использования в качестве щелочного реагента бикарбоната натрия в указанном соотношении с его исходными реагентами обеспечивают упрощение процесса, а именно создание необходимой pH-среды автоматически, сразу после введения в реакционную массу щелочного реагента - бикарбоната натрия в заданном соотношении.

Синтез бутилбензилфталата осуществляют следующим образом.

В реакционную колбу загружают натриевую соль монобутилфталата, катализатор - триэтиламин в количестве 0,2 моль/л органической фазы, а при работающей мешалке подают хлористый бензил, затем загружают щелочной реагент - бикарбонат натрия. Молярное соотношение натриевой соли монобутилфталата, хлористого бензила и бикарбоната натрия 1:1 - 1,2:0,25 - 0,3 соответственно, а конденсацию осуществляют при температуре 90-95^oC в течении 3 часов, pH-среда создается автоматически 8,3. Выход бутилбензилфталата 96-97%.

Пример 1.

В реакционную колбу загружают натриевую соль монобутилфталата, катализатор триэтиламин в количестве 0,2 моль/л органической фазы, а при работающей мешалке подают хлористый бензил, затем - щелочной реагент - бикарбонат натрия. Молярное соотношение натриевой соли монобутилфталата, хлористого бензила и бикарбоната натрия 1: 1:0,25 соответственно, а конденсацию осуществляют при температуре 90^oC в течение 3 часов. pH-среда 8,3. Выход бутилбензилфталата 96%.

Пример 2.

Аналогично примеру 1, синтез бутилбензилфталата проводят при молярном соотношении натриевой соли монобутилфталата, хлористого бензила и бикарбоната натрия 1:1,1 - 0,25 соответственно при температуре 92^oC. pH-среда 8,3. Выход бутилбензилфталата 97%.

Пример 3.

Аналогично примеру 1 синтез бутилбензилфталата проводят при молярном соотношении натриевой соли монобутилфталата, хлористого бензила и бикарбоната натрия при температуре 93^oC 1:1,2:0,25 соответственно, pH-среда 8,3. Выход бутилбензилфталата 96%.

Пример 4.

Аналогично примеру 1 синтез бутилбензилфталата проводят при молярном соотношении натриевой соли монобутилфталата, хлористого бензила и бикарбоната натрия 1: 1,0: 0,3 соответственно при температуре 95^oC, pH-среда 8,3. Выход бутилбензилфталата 97%.

Пример 5.

Аналогично примеру 1, синтез бутилбензилфталата проводят при молярном соотношении натриевой соли монобутилфталата, хлористого бензила и бикарбоната натрия 1:1,0:0,3 соответственно при температуре 95^oC, pH-среда 8,3. Выход бутилбензилфталата 96%.

Пример 6.

Аналогично примеру 1 синтез бутилбензилфталата проводят при молярном соотношении натриевой соли монобутилфталата, хлористого бензила и бикарбоната натрия 1: 1,2: 0,3 соответственно при температуре 95^oC, pH-среда 8,3. Выход бутилбензилфталата 97%.

Из примеров видно, что при заданных молярных соотношениях исходных реагентов и при использовании в качестве щелочного реагента бикарбоната натрия необходимая pH-среда создается автоматически сразу же после введения в реакционную массу бикарбоната натрия.

Использование предлагаемого способа позволит: - упростить процесс путем поддержания заданного (постоянного) значения pH реакционной массы за счет использования в качестве щелочного реагента - бикарбоната натрия; - создать необходимую pH-среду автоматически сразу же после введения бикарбоната натрия в реакционную массу.

К преимуществам применения бикарбоната натрия относится также удобство контроля pH-среды, т. к. отпадает необходимость в контрольно-измерительных приборах, замеряющих pH, и в блоке автоматического титрования.

Формула изобретения

Способ получения бутилбензилфталата взаимодействием натриевой соли монобутилфталата с хлористым бензилом в присутствии катализатора триэтиламина и щелочного реагента при нагревании, отличающийся тем, что в качестве щелочного реагента используют бикарбонат натрия при молярном соотношении натриевой соли монобутилфталата, хлористого бензила и бикарбоната натрия 1 : 1 - 1,2 : 0,25 - 0,3 соответственно, а процесс ведут при 90 - 95^oС в течение 3 ч.