Способ получения гидропероксида циклогексилтолуола
Владельцы патента RU 2365581:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к способу получения гидропероксида циклогексилтолуола, который может служить источником совместного получения крезолов и циклогексанона и в качестве инициатора эмульсионной полимеризации непредельных углеводородов. В соответствии с предложенным способом получение гидропероксида циклогексилтолуола ведут окислением циклогексилтолуола кислородом воздуха при атмосферном давлении в присутствии катализатора N-гидроксифталимида при температуре процесса 110-140°С, в течение 2-3 часов до содержания гидропероксида циклогексилтолуола 22,2%. Технический результат - повышение скорости образования целевого продукта, снижение продолжительности процесса и уменьшение энергозатрат при его проведении. 3 табл.
Изобретение относится к способу получения гидропероксида циклогексилтолуола, который может служить источником совместного получения крезолов и циклогексанона [Б.Д.Кружалов, Б.И.Голованенко. Совместное получение фенола и ацетона. - М.: Гостоптехиздат, 1963; Г.Д.Харлампович, Ю.В.Чуркин Фенолы, - М.: Химия, 1974], а также в качестве инициатора эмульсионной полимеризации непредельных углеводородов [Г.А.Разуваев, Ю.А.Ольдекоп, Е.И.Федорова. Успехи химии, 21, 379 (1952)].
Наиболее близким является способ получения гидропероксида циклогексилтолуола жидкофазным окислением циклогексилтолуола кислородом воздуха при атмосферном давлении и температуре 110-150°С в присутствии инициатора (гидропероксид изопропилбензола), катализатора (октоат кобальта), щелочной добавки (соды). В присутствии гидропероксида кумола при температуре 110°С удалось накопить 5,0% гидропероксида циклогексилтолуола за 7 часов. С повышением температуры до 140°С количество гидропероксида увеличивается до 12,5% за то же время. Дальнейшее повышение температуры не дает положительного результата, так при 150°С удалось накопить 8,9% гидропероксида циклогексилтолуола за 7 ч, а далее начинается процесс разложения. Применение щелочной добавки вместе с инициатором при 130°С дает увеличение скорости накопления гидроперокида от 0,9 до 2,1 (%/ч), аналогичное влияние оказывает применение октооата кобальта. Условия проведения процесса представлены в таблицах 1, 2 [Т.А.Юнькова, Е.А.Курганова, Н.В.Лебедева и др. Известия ВУ3-ов, 2007, т.50 (4), с.37-41].
Недостатками вышеуказанного процесса является низкая скорость окисления (не более 2,3%), длительное проведение процесса (5-7 часов), которое в ряде случаев приводит к самопроизвольному распаду гидропероксидов. Применение неорганических материалов, неподлежащих повторному использованию. Все вышеуказанное приводит к значительным энергозатратам.
Технической задачей данного изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, повышение скорости процесса образования гидропероксида циклогексилтолуола, снижение продолжительности процесса и уменьшение энергозатрат при его проведении.
Данная техническая задача решается использованием способа получения гидропероксида циклогексилтолуола путем жидкофазного окисления циклогексилтолуола кислородом воздуха при атмосферном давлении и температуре 110-140°С, в присутствии N-гидроксифталимида, в количестве 0,5-2,5 мас.%. В указанных условиях удается окислить циклогексилтолуол за 2-3 часа до содержания гидропероксида циклогексилтолуола до 22%. При селективности его образования свыше 90%. Характерной особенностью используемого катализатора является простота его получения и возможность его многократного использования.
Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
В стеклянный реактор емкостью 10 см3 загружали 4 см3 циклогексилтолуола и 1,87 мас.% N-гидроксифталимида, подавали кислород при атмосферном давлении, температуре 130 в течение 3 часов и непрерывном перемешивании. Содержание гидропероксида составило 22,2%. Оксидат анализировали на содержание гидропероксида йодометрическим методом анализа. Циклогексилтолуол получали алкилированием толуола циклогексанолом.
Пример 2
В стеклянный реактор емкостью 10 см3 загружали 4 см3 циклогексилтолуола и 1,87 мас.% N-гидроксифталимида, подавали кислород при атмосферном давлении, температуре 140 в течение 2 ч и непрерывном перемешивании. Содержание гидропероксида составило 21,0%. Оксидат анализировали на содержание гидропероксида йодометрическим методом анализа. Циклогексилтолуол получали алкилированием толуола циклогексанолом.
Результаты проведенных опытов приведены в таблице 3.
Время получения гидропероксида циклогексилтолуола по предлагаемому способу по сравнению с прототипом сокращается в 2-4 раз, энергозатраты уменьшаются на 25-30%.
| Таблица 1 | |||||
| Автоокисление циклогексилтолуола при температуре 110-150°С | |||||
| № опыта | Количество гидропероксида изопропилбензола, взятого на окисление, мас.% | Температура реакции, °С | Максимальное содержание гидропероксида циклогексилтолуола, % | Время окисления, ч | Средняя скорость образования гидропероксда циклогексилтолуола, (%/ч) |
| 1 | 1,53 | 110 | 5,0 | 7 | 0,7 |
| 2 | 1,53 | 120 | 6,5 | 7 | 0,8 |
| 3 | 1,53 | 130 | 7,5 | 7 | 0,9 |
| 4 | 1,53 | 140 | 12,5 | 7 | 1,8 |
| 5 | 1,53 | 150 | 8,9 | 7 | 1,3 |
| 6 | 0,71 | 130 | 5,9 | 7 | 0,8 |
| 7 | 2,70 | 130 | 12,8 | 7 | 1,8 |
| Таблица 3 | |||||
| Автоокисление циклогексилтолуола в присутствии N-гидроксифталимида. | |||||
| № Опыта | Количество N- гидропероксида изопропилбензола, взятого на окисление, мас.% | Температура реакции, °С | Максимальное содержание гидропероксида циклогексилтолуола, % | Время окисления, ч | Средняя скорость образования гидропероксида циклогексилтолуола, (%/ч) |
| 1 | 1,87 | 110 | 12,2 | 3 | 4,1 |
| 2 | 1,87 | 120 | 20,2 | 3 | 6,7 |
| 3 | 1,87 | 130 | 22,2 | 3 | 7,4 |
| 4 | 1,87 | 140 | 21,0 | 2 | 10,1 |
Способ получения гидропероксида циклогексилтолуола жидкофазным окислением циклогексилтолуола кислородом воздуха при атмосферном давлении и температуре 110-140°C в присутствии катализатора, отличающийся тем, что окисление циклогексилтолуола проводят в течение 2-3 ч, а в качестве катализатора используют N-гидроксифталимид.
