Способ получения бензилхлорида или ксилилхлоридов
Союз Советскнк
Соцнапмстическнх республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ТВЛЬСТВУ
С 07 С 21/24
С 07 С 17/12
С 25 В 3/06 с присоеанненнеет заявкн Н—
)аоударствкниый квинтет (23) Приоритет— оа делан изобретений и открытий
Опубликовано 23.08. 81. етоллетень Н 31
Дата опубликования описания 25.08.81 (53) УДК 547. 539. .2.07(088.8) (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗИЛХЛОРИДА ИЛИ КСИЛИЛХЛОРИДОВ
Изобретение относится к области синтеза органических соединений, в частности к способу получения бензилхлорида или м-, о-, и-ксилилхлоридовт
-ксилилхпоридов (метилзамещенных бенэолов), которые являются исходными : продуктами для получения бутилбензилфталата, бензилового спирта, бензилцеллюлозы, используемых в фармацевтической промышленности при изготовлении лекарственных средств, душистых веществ для парфюмерных целей, а также при производстве красителей и пластических масс.
1$
Известен способ получения метилзамещенных бенэолов, в частности бензилхлорида, заключающийся во взаимодействии толуола с хлором в присутствии азобиснзобутиронитрила, взятого в количестве предпочтительно 0,1 вес.Х в расчете на реакционную массу и бенэотрихлорида (1,25Х от веса толуола) при 75-80 С (1).
За три часа пропускания хлора со скоростью 3,5 л/ч образуется 268,2г смеси продуктов реакции, содержащей
170,6 г (63,6Х)бенэилхлорида, 75,9 г (28,3Х)монохлортолуола 5,9 г (2,2 Х) дихлортолуола 9,9 г (3,7Х)непрореагировавшего толуола, остальные 2,2X— неидентифицированные смолообразные вещества, от которых смесь приобретает бурую окраску. В процессе синтеза наблюдается значительный проскок хлора до 42,4Х. Следовательно, выход по хлору (что соответствует выходу по току в злектрохимическом синтезе) бензилхлорида составляет 36.6Х.
Указанный способ сложен, так как требует предварительного получения хлора, подачи его по трубопроводам, компримирования и тщательной осушки тщательной осушки требует и толуол.
Способ дорог, так как требует больтвого количества дорогостоящего и дефицитного хлора. Кроме того, при857099
Отличительными признаками способа является обработка исходного толуола или ксилола 15-30%-ным раствором соляной кислоты, при 70-7 РС при одно30 временном пропускании электрического тока с использованием графитовых элек2. тродов при плотности тока 40-50 А)дм.
При хлорировании данным способом хлором, генерируемым электрохимически при электролизе соляной кислоты, основным продуктом электролиза является бензилхлорид или м-, о-, и-ксилилхлориды (при использовании толуола или м- о- п-кснлолов соответствен1 1
40 но).
Пример 1. В цилиндрический электролизер, снабженный обратным холодильником, термостатирующей ру." башкой, объемом 2000 мл, загружают
1200 r 30%-ной соляной кислоты, 300 г толуола и 1,4 r (0,1 вес.Х) азобисизобутиронитрила. Через графитовые электроды пропускают ток силой 120 А (плотность тока 50 А/дм 2 ) . Электролиз про50 водят в течение 90 мин при 7) С. Получено 407,6 r смеси продуктов реакции. После окончания электролиза смесь соляной кислоты с непрореагировавшим толуолом и продуктами хлорирования разделяют в делительной воронке, промывают водой, сушат CaCI>.
Состав хлорированных продуктов определяют хроматографическим и ПИР-ме35 сутствие бензотрихлорида загрязняет целевой продукт.
В процессе хлорирования толуола или ксилолов половина хлора превращается в отход производства — абгаз5 ную соляную кислоту, проблема утилизации которой до сих пор практически не решена.
Цель изобретения — повышение вы-хода целевого продукта, упрощение и io удешевление процесса получения бензилхлорида и создание предпосылок для безотходного производства этих веществ.
Поставленная цель достигается тем, что, согласно способу получения бен— зилхлорида или ксилилхлоридов, состоящего в том, что толуол или соответствующий ксилол обрабатывают 1530%-ным раствором соляной кислоты в присутствии азобисизобутиронитрила при
70-75 С при одновременном пропускании электрического тока с использованием графитовых электродов при плотности тока 40-50 A/дм .
25 тодом. Смесь содержит 363,5 г бензилхлорида (выход по току 85,5%), 30,6 г монохлортолуола (выход по току 7,2%) и 13,5 r не вошедшего в реакцию толуола.
Таким образом, побочными продуктами являются монохлортолуол и водород, образующийся на катоде, которые могут быть использованы в качестве полупродуктов для получения важных для народного хозяйства веществ.
Пример 2. Электролиз проводят как в примере 1, только б рут 350 г п-ксилола и 1,45 г (О,1 вес.Х)азобисизобутиронитрила. Получено 455,5 г смеси продуктов реакции. Хроматографический метод анализа показывает, что смесь содержит 403,4 г и-ксилилхлорида (выход по току 85,4%), 26,9 r о-монохлор-и-ксилола (выход по току равен 5,7%) и 25,2 г не вошедшего в реакцию п-ксилола.
Пример 3. Электролиз проводят, как в примере I только берут 350 г м-ксилола и I 45 r (0,1 вес.Х) азобисизобутиронитрила. Получено 456,7 г смеси продуктов реакции. Хроматографический анализ показывает, что смесь содержит 407,7 г м — ксилилхлорида (выход по току 8613%) 1 27,4 r и-монохлор-м-ксилола (выход по току 5,8%) и 21,6 г не прореагировавшего м-ксилола, Пример 4. Электролиз проводят как в примере I, только берут 350 г о-ксилола и 1,45 г (0,1 вес.Х) азобисизобутиронитрила. Получено 451,6 r смеси продуктов реакции. Хроматографический анализ показал, что смесь содержит 384,5 r о-ксилилхлорида (выход по току составляет 81 4%), 29,3 г. п-монохлор-о-ксилола (выход по току равен 6,2% )и 37,8 г не вошедшего в реакцию о-ксилола.
Пример 5. Электролиз проводят, как в примере 1, только берут соляную кислоту с концентрацией 15Х. Результаты такие же, как в примере I. При концентрации соляной кислоты ниже
15Х резко падает стойкость анодов к разрушению, заметно повышается напряжение на электролизере.
Пример 6. Хлорирование проводят, как в примере 1, только в качестве электролита используют 27Х-ную абгазную соляную кислоту — отход производства эпихлоргидрина. Эта кисло99
5 8570 та содержит 300 мг/л хлористого аллила н 40 MI/ë дихлорпропана. Резульгаты такие же, что в примере 1. Аналогичные результаты получают при проведении процесса при плотности тока
40 А/дм
Таким образом, применение данного способа позволяет повысить выход по току (no известному выход по току равен 36,6Xq а по предлагаемому спо- 10 собу — 85,5%).При злектрохнмическом способе получения бензилхлорида или м-, о-, и-ксилилхлоридов при использовании абгазной соляной кислоты легко решается проблема утилизации этого 15 многотоннажного отхода хлорорганического производства, что важно для охраны окружающей среды, в значительной степени уменьшается расход щелочных реагентов для нейтрализации 20 абгаэной соляной кислоты, в огромных количествах скапливающихся на заводах, производящих хлорорганические продукты.
Кроме того, отпадает необходимость в дополнительном производстве дефицитного хлора. Хлор получается непосредственно в реакторе, не требует-. ся предварительного получения, очист-. ки, компримирования и сушки хлора— трудоемких операций, связанных со значительными энергозатратами.
Формула изобретения
Способ получения бенэилхлорида или ксилилхлоридов путем обработки толуола или соответствующего ксилола при повышенной температуре в присутствии азобисизобутиронитрила, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта н упрощения процесса, исходный толуол или ксилол обрабатывают 15-30Х-ным о раствором соляной кислоты при 70-75 С при одновременном пропускании электри" ческого тока с использованием графитовых электродов при плотности тока
40-50 А/дм
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 444499002244, кл. С 07 С 17/10, 1972 (прототип).
Составитель Н.Гозалова
Редактор В. Еремеева Техред Т.Маточка Ко ректо Н.Швь кая
Заказ 7133 35 Тираж 443 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
