[go: up one dir, main page]

RU2174505C1 - Способ получения функционально замещенного метиленциклобутана - Google Patents

Способ получения функционально замещенного метиленциклобутана Download PDF

Info

Publication number
RU2174505C1
RU2174505C1 RU2000103966A RU2000103966A RU2174505C1 RU 2174505 C1 RU2174505 C1 RU 2174505C1 RU 2000103966 A RU2000103966 A RU 2000103966A RU 2000103966 A RU2000103966 A RU 2000103966A RU 2174505 C1 RU2174505 C1 RU 2174505C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
allene
allen
ethylene derivative
carried out
functionally substituted
Prior art date
Application number
RU2000103966A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2000103966A (ru
Inventor
В.А. Меньщиков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт органического синтеза"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт органического синтеза" filed Critical Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт органического синтеза"
Priority to RU2000103966A priority Critical patent/RU2174505C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2174505C1 publication Critical patent/RU2174505C1/ru
Publication of RU2000103966A publication Critical patent/RU2000103966A/ru

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Описывается способ получения функционально замещенного метиленциклобутана путем взаимодействия аллена с производным этилена, содержащим группу -СООН, или -COOR, или -CN, при повышенной температуре с последующим разделением продуктов реакции и ректификационным выделением целевого продукта. Отличие способа состоит в том, что в качестве источника аллена используют алленсодержащий газ с содержанием аллена 10 - 80%, а в качестве производного этилена, содержащего группу -COOR, используют алкиловые эфиры с R = C1 - C4, процесс проводят в паровой фазе при температуре выше 360oC и давлении 0,1 - 1,0 мПа до конверсии аллена не выше 60%, на выходе из реактора продукты реакции закаливают и разделяют ректификацией, целевой продукт отводят в качестве товарного, непрореагировавшие аллен и производное этилена возвращают в процесс. Технический результат - повышение производительности способа с одновременным его упрощением. 3 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к нефтехимической промышленности и, более конкретно, к способу получения функционально замещенного метиленциклобутана.
Функционально замещенные метиленциклобутаны находят применение в качестве исходных соединений для получения жидких кристаллов, мономеров в производстве различных полимеров специального назначения, в синтезе биологически активных веществ и в синтезе целого ряда соединений, содержащих циклобутановые фрагменты в молекулах.
Известен способ получения функционально замещенного метиленциклобутана - ангидрида метиленциклобутан-1,2-дикарбоновой кислоты (К.Alder and О.Ackermann, Chem.Ber. 90, 1697, 1957) [1]. В соответствии с этим способом аллен подвергают взаимодействию с малеиновым ангидридом под давлением ~20 ат при температурах ~250oC, выход замещенного метиленциклобутана в расчете загруженный аллен составляет около 20%. Этот способ не позволяет получить какие-либо замещенные метиленциклобутаны помимо упомянутого, т.е. не является универсальным.
Известен также способ получения метиленциклобутанкарбонитрила из аллена и акрилонитрила (F. Caserio, et al, JACS, 80, p.5507-5513, 1958)[2]. Синтез проводят в среде толуола при 260-270oC с выходом целевого продукта ~60%. Процесс описан для получения метиленциклобутанкарбонитрила, сопровождается значительным смолообразованием, что приводит к непроизводительной затрате реагентов и затрудняет выделение целевого продукта.
Более универсальным и наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является способ получения замещенных метиленциклобутанов, описанный в патенте США N 2914541, кл. 549-240, 1959 [3]. В соответствии с патентом функционально замещенные 3-метиленциклобутаны получают циклоприсоединением к алленам производных этилена, содержащих группы COOH, COOR, CN, CONH2 др. В качестве реагентов используют акриловую и метакриловую кислоты, а также нитрилы, амиды и низшие эфиры этих кислот и другие активированные олефины. Процесс осуществляют под давлением в специальном автоклаве, в жидкой фазе в среде растворителя, в присутствии ингибитора полимеризации - гидрохинона или фентиазина, или без него. Способ осуществляют при высокой конверсии аллена. При этом используют аллен с чистотой ~100%, что создает условия пожаро-взрывоопасности. Процесс проводят в периодическом режиме, при температуре ~ 150-250oC, в зависимости от используемого активированного этилена.
Способ [3] характеризуется периодичностью процесса, невысокой производительностью по целевому продукту. Процесс довольно длителен и требует специального оборудования. Значительное количество побочных продуктов затрудняет выделение целевых метиленциклобутанов. Кроме того, осуществление способа циклоприсоединения активированных олефинов к аллену в жидкой фазе приводит к постепенному снижению концентрации реагентов в реакционной среде и падению скорости их превращения.
Задачей настоящего изобретения, таким образом, являлось создание более производительного способа получения функционально замещенного метиленциклобутана с одновременным упрощением технологии его осуществления.
Было найдено, что сформулированная задача, в соответствии с настоящим изобретением, решается способом получения функционально замещенного метиленциклобутана путем взаимодействия аллена с производным этилена, содержащим группу -COOH или -COOR, или -CN, при повышенной температуре, с последующим разделением продуктов реакции и выделением целевого продукта ректификацией, отличающегося тем, что в качестве источника аллена используют алленсодержащий газ с содержанием аллена 10 - 80%, в качестве производного этилена, содержащего группу -COOR, используют алкиловый эфир с R = C1-C4, процесс проводят в паровой фазе, при температуре выше 350oC до конверсии аллена не выше 60%, на выходе из реактора продукты реакции закаливают и разделяют ректификацией, целевой продукт отводят в качестве товарного, непрореагировавшие аллен и производное этилена возвращают в процесс, способ осуществляют предпочтительно до конверсии 20-30% при 400-550oC и давлении 1-1,0 мПа, алкиловый эфир -COOC4 - бутиловый эфир с радикалом нормального, изо- или третичного строения.
В качестве сырья могут быть использованы активированные этилены, содержащие группу: -COOH - акриловая и метакриловая кислоты; -COOR - метилакрилат и метилметакрилат; -CN - нитрилы акриловой и метакриловой кислот.
Осуществление процесса в паровой фазе позволяет обеспечить практически постоянное соотношение реагирующих веществ и гомогенность реакционной среды, следствием чего является минимальный градиент температур как по высоте реактора, так и в радиальном направлении.
В качестве источника аллена может быть использована метилацетиленалленовая фракция с содержанием аллена 10 - 80% аллена. Остальные компоненты: метилацетилен, пропилен, пропан и другие флегматизаторы. Использование такого сырья не оказывает влияние на качество получаемых целевых продуктов, позволяет обеспечить взрывопожаробезопасность процесса и сделать его более экономичным за счет снижения стоимости аллена.
Способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет организовать процесс в непрерывном режиме, при практически постоянной концентрации реагирующих веществ, а следовательно, и с постоянной скоростью. Процесс отличается высокой селективностью, и при конверсии аллена ~30% реагенты расходуются преимущественно на получение целевых продуктов. Смолообразование при этом минимально. Это позволяет рециклизовать не вступившие в реакцию вещества для последующего их использования в процессе. Закаливание продуктов реакции на выходе из реактора обеспечивает поддержание требуемой конверсии аллена. Ограничение конверсии аллена верхним пределом 60% позволило не только обеспечить высокую селективность процесса, но и неожиданно - повысить производительность процесса, а в конечном итоге - выход целевого продукта. Таким образом, совокупность существенных признаков настоящего изобретения обеспечивает получение функционально замещенного метиленциклобутана более производительным и экономически выгодным, чем в прототипе, способом. В настоящем способе получения функционально замещенного метиленциклобутана не предусматривается использование ингибиторов, помимо содержащихся в продажном сырье.
Особо следует отметить значительное упрощение аппаратурного оформления технологического процесса, управления технологическими параметрами и выделения полученных при этом функционально замещенных метиленциклобутанов.
Процесс является непрерывным, что создает несомненные удобства при его промышленном освоении.
Для лучшего понимания изобретения на чертеже представлена технологическая схема получения функционально замещенного метиленциклобутана.
Поток производного этилена I направляют в испаритель 1, на выходе из которого поток I смешивают в заданных соотношениях с потоком алленсодержащего газа II и эту смесь вводят в подогреватель 2. Нагретую до требуемой температуры сырьевую смесь направляют далее в реактор 3, в котором происходит циклоприсоединение производного этилена к аллену. Реакционную массу из реактора 3 вводят в закалочный аппарат 4, в котором происходит конденсация части компонентов продуктовой смеси. Газожидкостную смесь из аппарата 4 направляют далее в сепаратор 5, где разделяют газовую и жидкую фазы. Газовую фазу - поток III возвращают в рецикл на вход потока II, жидкую фазу - поток IV направляют на разделение в ректификационный узел 6, где выделяют производное этилена V - поток, возвращаемый в рецикл на вход потока I, функционально замещенный метиленциклобутан VI, и тяжелые продукты реакции VII.
Изобретение иллюстрируется конкретными примерами исполнения.
Примеры 1, 3. Получение метиленциклобутанкарбоновых кислот.
Поток производного этилена I - акриловую или метакриловую кислоту - направляют в подогреватель 1, на выходе из которого поток I смешивают в заданных соотношениях с потоком алленсодержащего газа II и эту смесь вводят в подогреватель 2. Нагретую до требуемой температуры сырьевую смесь направляют далее в реактор 3, в котором происходит циклоприсоединение производного этилена к аллену. Затем реакционную массу из реактора 3 вводят в закалочный аппарат 4, где происходит конденсация части компонентов продуктовой смеси. Газожидкостную смесь из аппарата 4 направляют далее в сепаратор 5 для разделения газовой и жидкой фаз. Газовую фазу - поток III, после осуществления необходимых технологических операций, возвращают в рецикл на вход потока II. Жидкую фазу - поток IV, направляют на разделение в ректификационный узел 6. В ректификационном узле 6 выделяют: производное этилена - поток V, возвращаемый в рецикл на вход потока I; функционально замещенный метиленциклобутан VI; и тяжелые продукты реакции VII.
Соотношение полученных продуктов: ~10% 2-метилен- и 90% 3-метиленциклобутанкарбоновых кислот. Результаты приведены в таблице.
Пример 2* (сравнительный) Получение метиленциклобутанкарбоновых кислот.
Получение метиленциклобутанкарбоновых кислот осуществляют жидкофазным циклоприсоединением акриловой кислоты к аллену в автоклаве в соответствии с условиями способа-прототипа. Условия процесса и результаты синтеза приведены в таблице.
Примеры 4, 5, 6, 8. Получение эфиров метиленциклобутанкарбоновых кислот.
Процесс проводят аналогично примерам 1,3 с использованием эфиров акриловой и метакриловой кислот. Режимы и результаты осуществления синтеза эфиров метиленциклобутанкарбоновых кислот приведены в таблице.
Пример 7* (сравнительный). Получение эфиров метиленциклобутанкарбоновых кислот.
Получение эфиров метиленциклобутанкарбоновых кислот осуществляют аналогично примеру 2 с использованием метилакрилата вместо акриловой кислоты. Условия процесса и результаты синтеза приведены в таблице.
Примеры 9, 10, 13. Получение нитрилов метиленциклобутанкарбоновых кислот.
Способ осуществляют аналогично примерам 1, 3, с использованием соответственно акрило- и метакрилонитрила. Условия процесса и результаты синтеза приведены в таблице.
Примеры 11*, 12* (сравнительные). Получение нитрилов метиленциклобутанкарбоновых кислот.
Получение нитрилов метиленциклобутанкарбоновых кислот осуществляют аналогично примеру 2* с использованием акрилонитрила взамен акриловой кислоты в жидкой фазе. Условия процесса и результаты приведены в таблице.
Как видно из данных, приведенных в таблице, в соответствии с настоящим изобретением, производительность процесса по целевым продуктам более чем в 10 раз превышает производительность способа-прототипа.
При этом помимо повышения производительности установки, увеличивается также выход целевых продуктов вследствие увеличения селективности процесса циклоприсоединения и рециклизации сырья, что обеспечивает экономичность процесса. Кроме того, значительно упрощена технология получения функционально замещенных метиленциклобутанов с точки зрения аппаратурного оформления, управления процессом и выделения целевых продуктов.
Способ получения функционально замещенного метиленциклобутана, в соответствии с настоящим изобретением, может быть осуществлен на серийных промышленных установках нефтехимических производств без значительных капитальных вложений. Технология получения целевых продуктов более проста, удобна и экономична, чем в способе-прототипе.

Claims (4)

1. Способ получения функционально замещенного метиленциклобутана путем взаимодействия аллена с производным этилена, содержащим группу -СООН, или -COOR, или -CN, при повышенной температуре с последующим разделением продуктов реакции и ректификационным выделением целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве источника аллена используют алленсодержащий газ с содержанием аллена 10 - 80%, в качестве производного этилена, содержащего группу - COOR, используют алкиловые эфиры с R = С1-C4, процесс проводят в паровой фазе при температуре выше 350°С и давлении 0,1-1,0 мПа до конверсии аллена не выше 60%, на выходе из реактора продукты реакции закаливают и разделяют ректификацией, целевой продукт отводят в качестве товарного, непрореагировавшие аллен и производное этилена возвращают в процесс.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят предпочтительно до конверсии аллена 20-30%.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что процесс проводят предпочтительно при 400-550°С и 0,3-0,6 мПа.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что алкиловый эфир - СООС4 - бутиловый эфир с радикалом нормального, изо- или третичного строения.
RU2000103966A 2000-02-18 2000-02-18 Способ получения функционально замещенного метиленциклобутана RU2174505C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000103966A RU2174505C1 (ru) 2000-02-18 2000-02-18 Способ получения функционально замещенного метиленциклобутана

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000103966A RU2174505C1 (ru) 2000-02-18 2000-02-18 Способ получения функционально замещенного метиленциклобутана

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2174505C1 true RU2174505C1 (ru) 2001-10-10
RU2000103966A RU2000103966A (ru) 2001-11-10

Family

ID=20230767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000103966A RU2174505C1 (ru) 2000-02-18 2000-02-18 Способ получения функционально замещенного метиленциклобутана

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2174505C1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7576110B2 (en) 2005-09-22 2009-08-18 Abbott Laboratories Benzothiazole cyclobutyl amine derivatives
CN106748630A (zh) * 2016-11-28 2017-05-31 孟祥寨 一种镇痛药中间体溴甲基环丁烷的合成方法
CN107805197A (zh) * 2017-11-24 2018-03-16 常州沃腾化工科技有限公司 一种环丁基甲酸的合成方法
CN113493396A (zh) * 2020-04-08 2021-10-12 南京药石科技股份有限公司 3-亚甲基环丁基衍生物的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1643063U (de) * 1952-05-27 1952-08-28 Herder & Sohn Kuechenmesser.
US2914541A (en) * 1955-09-02 1959-11-24 Du Pont 3-methylene-cyclobutanes
DE2213457C3 (de) * 1971-03-22 1982-04-22 Shell Internationale Research Maatschappij B.V., 2596 's-Gravenhage Verfahren zur Herstellung von Vinylcyclobutanen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1643063U (de) * 1952-05-27 1952-08-28 Herder & Sohn Kuechenmesser.
US2914541A (en) * 1955-09-02 1959-11-24 Du Pont 3-methylene-cyclobutanes
DE2213457C3 (de) * 1971-03-22 1982-04-22 Shell Internationale Research Maatschappij B.V., 2596 's-Gravenhage Verfahren zur Herstellung von Vinylcyclobutanen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТАББЕР А.М. Термическая цикломеризация аллена и его производных. -М.; 1975. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7576110B2 (en) 2005-09-22 2009-08-18 Abbott Laboratories Benzothiazole cyclobutyl amine derivatives
US8592467B2 (en) 2005-09-22 2013-11-26 Abbvie Inc. Benzothiazole cyclobutyl amine derivatives
CN106748630A (zh) * 2016-11-28 2017-05-31 孟祥寨 一种镇痛药中间体溴甲基环丁烷的合成方法
CN107805197A (zh) * 2017-11-24 2018-03-16 常州沃腾化工科技有限公司 一种环丁基甲酸的合成方法
CN113493396A (zh) * 2020-04-08 2021-10-12 南京药石科技股份有限公司 3-亚甲基环丁基衍生物的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2606130C2 (ru) Способ получения трет-бутилфенола из потока с4-рафината
RU2174505C1 (ru) Способ получения функционально замещенного метиленциклобутана
ZA202400322B (en) Method and reactor system for depolymerizing a terephthalatepolymer into reusable raw material
RU2006145360A (ru) Способ получения диалкилового эфира нафталендикарбоновой кислоты (варианты)
Sert et al. Application of green catalysts for the esterification of benzoic acid with different alcohols
US5436364A (en) Process for producing dimethyl 2,6-naphthalene-dicarboxylate
RU2114830C1 (ru) Способ получения ингибитора полимеризации непредельных углеводородов
KR20230144064A (ko) 고순도 알킬 아크릴레이트의 개선된 생산 공정
KR102482504B1 (ko) t-부틸 메타크릴레이트의 제조방법
CN116444352A (zh) 一种2-甲氧基丙烯液相合成的新方法
RU2827377C1 (ru) Способ получения соединения на основе фталонитрила
SU472497A3 (ru) Способ получени антрацена или его производных
RU2186764C1 (ru) Способ получения метиленциклобутанкарбонитрила
JPS61158953A (ja) アクリルニトリルの二重化法
EP0502387B1 (en) Process for producing 3,3',4,4'-tetramethyldiphenylmethane
JPH11269129A (ja) ポリオール(メタ)アクリレートの製造方法
CN119425126B (zh) 一种含氮化合物的精制装置和精制方法及应用
CN112707883A (zh) 一种ε-己内酯的制备方法
US5412146A (en) Process for the preparation of 2-cyanoacetoxypropionic esters
SU679561A1 (ru) Способ получени цис-пентадиена-1,3
RU1777597C (ru) Способ получени 2-ацетоксициклогексена
JPH0369337B2 (ru)
CN109369490A (zh) 叔丁基过氧化碳酸酯的合成方法
SU1035017A1 (ru) Способ получени стирола
CN120247759A (zh) 一种微通道在线制备过氧特戊酸叔丁酯的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20090209

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130219