RU2768818C1 - Use of porous polyarylenephthalide to increase selectivity when producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane - Google Patents
Use of porous polyarylenephthalide to increase selectivity when producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768818C1 RU2768818C1 RU2021106967A RU2021106967A RU2768818C1 RU 2768818 C1 RU2768818 C1 RU 2768818C1 RU 2021106967 A RU2021106967 A RU 2021106967A RU 2021106967 A RU2021106967 A RU 2021106967A RU 2768818 C1 RU2768818 C1 RU 2768818C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dmd
- dioxane
- porous
- dimethyl
- formaldehyde
- Prior art date
Links
- GDKSTFXHMBGCPG-UHFFFAOYSA-N 4,4-dimethyl-1,3-dioxane Chemical compound CC1(C)CCOCO1 GDKSTFXHMBGCPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 15
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 29
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- WNZQDUSMALZDQF-UHFFFAOYSA-N 2-benzofuran-1(3H)-one Chemical compound C1=CC=C2C(=O)OCC2=C1 WNZQDUSMALZDQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 6
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000412 polyarylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 4
- AWBIJARKDOFDAN-UHFFFAOYSA-N 2,5-dimethyl-1,4-dioxane Chemical compound CC1COC(C)CO1 AWBIJARKDOFDAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 150000004880 oxines Chemical class 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003426 co-catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000008241 heterogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- -1 polyphenylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
- B01J27/16—Phosphorus; Compounds thereof containing oxygen, i.e. acids, anhydrides and their derivates with N, S, B or halogens without carriers or on carriers based on C, Si, Al or Zr; also salts of Si, Al and Zr
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/06—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D319/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
- C07D319/04—1,3-Dioxanes; Hydrogenated 1,3-dioxanes
- C07D319/06—1,3-Dioxanes; Hydrogenated 1,3-dioxanes not condensed with other rings
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области основного органического и нефтехимического синтеза, а именно к гетерогенным пористым сокатализаторам конденсации трет-бутанола и формальдегида, которые могут быть использованы для синтеза 4,4-диметил-1,3-диоксана.The invention relates to the field of basic organic and petrochemical synthesis, namely to heterogeneous porous cocatalysts for the condensation of tert-butanol and formaldehyde, which can be used for the synthesis of 4,4-dimethyl-1,3-dioxane.
Одним из наиболее распространенных промышленных способов получения изопрена является диоксановый метод через промежуточный синтез 4,4-диметил-1,3-диоксана (ДМД). ДМД получают жидкофазной конденсацией изобутиленсодержащих фракций С4, с формальдегидом, используемым в виде 20-40% водного раствора, с последующим выделением диметилдиоксана из реакционной массы [Огородников С.К., Идлис Г.С. Производство изопрена. Л: Химия, 1973 стр. 48-58]. Принципиальным недостатком данного способа является низкая селективность процесса. Выход высококипящих побочных продуктов (ВПП) составляет 440-460 кг на 1 тонну изопрена, более 90% которых составляют ВПП со стадии синтеза диметилдиоксана.One of the most common industrial methods for obtaining isoprene is the dioxane method through the intermediate synthesis of 4,4-dimethyl-1,3-dioxane (DMD). DMD is obtained by liquid-phase condensation of isobutylene-containing fractions C 4 with formaldehyde used in the form of a 20-40% aqueous solution, followed by the isolation of dimethyldioxane from the reaction mass [Ogorodnikov S.K., Idlis G.S. Isoprene production. L: Chemistry, 1973 pp. 48-58]. The principal disadvantage of this method is the low selectivity of the process. The yield of high-boiling by-products (HBP) is 440-460 kg per 1 ton of isoprene, more than 90% of which are HBP from the dimethyldioxane synthesis stage.
Известен способ получения 4,4-диметил-1,3-диоксана из изобутилена и формальдегида при температуре 100-110°С в присутствии серной кислоты. Недостатком данного способа является высокая коррозионная агрессивность реакционной среды и необходимость дополнительной обработки масляного слоя раствором щелочи [Авторское свидетельство СССР №361174, МПК C07D 319/06, опубл. 07.12.1972].A known method for producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane from isobutylene and formaldehyde at a temperature of 100-110°C in the presence of sulfuric acid. The disadvantage of this method is the high corrosivity of the reaction medium and the need for additional processing of the oil layer with an alkali solution [USSR Author's certificate No. 361174, IPC C07D 319/06, publ. 12/07/1972].
Известен способ получения 4,4-диметил-1,3-диоксана из изобутилена и формальдегида при температуре 100-110°С в присутствии серной кислоты. Недостатком данного способа является высокая коррозионная агрессивность реакционной среды и необходимость дополнительной обработки масляного слоя раствором щелочи [Авторское свидетельство СССР №361174, МПК C07D 319/06, опубл. 07.12.1972].A known method for producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane from isobutylene and formaldehyde at a temperature of 100-110°C in the presence of sulfuric acid. The disadvantage of this method is the high corrosivity of the reaction medium and the need for additional processing of the oil layer with an alkali solution [USSR Author's certificate No. 361174, IPC C07D 319/06, publ. 12/07/1972].
Известны способы получения ДМД в водной среде из изобутилена и формальдегида с использованием в качестве катализатора карбоновой кислоты [Патент Франции №2490642, МПК C07D 319/06, опубл. 26.03.1982], соли полисульфокислоты и металла I или II группы [Патент Франции №2490643, C07D 319/06, опубл. 26.03.1982], щавелевой кислоты [Авторское свидетельство СССР №991715, МПК C07D 319/06, опубл. 27.12.1999; Патент РФ №2255936, МПК C07D 319/06, опубл. 10.07.2005].Known methods for producing DMD in an aqueous medium from isobutylene and formaldehyde using carboxylic acid as a catalyst [French Patent No. 2490642, IPC C07D 319/06, publ. 03/26/1982], salts of polysulfonic acid and a metal of group I or II [French Patent No. 2490643, C07D 319/06, publ. 03/26/1982], oxalic acid [USSR author's certificate No. 991715, IPC C07D 319/06, publ. 12/27/1999; RF patent No. 2255936, IPC C07D 319/06, publ. 07/10/2005].
Известен способ получения ДМД из формальдегида и изобутилена при весовом соотношении 1,1-1,2 в водном растворе при 90-110°С и давлении 17-25 атм. в присутствии щавелевой кислоты. Для повышения селективности по ДМД за счет снижения образования побочных продуктов и потерь изобутилена, в зону реакции возвращают 3-6% триметилкарбинола ТМК в расчете на ДМД и 5-20% ДМД от получаемого количества. По мнению авторов, возврат ТМК в зону реакции позволяет уменьшить образование эфиров ТМК с компонентами ВПП и одновременно замедлить протекание реакции гидролиза ДМД с образованием ВПП [Патент РФ №2062270, МПК C07D 319/06, С07С 31/12, опубл. 20.06.1996].A known method for producing DMD from formaldehyde and isobutylene at a weight ratio of 1.1-1.2 in an aqueous solution at 90-110°C and a pressure of 17-25 atm. in the presence of oxalic acid. To increase the selectivity for DMD by reducing the formation of by-products and loss of isobutylene, 3-6% TMK trimethylcarbinol is returned to the reaction zone per DMD and 5-20% DMD from the amount received. According to the authors, the return of TMK to the reaction zone makes it possible to reduce the formation of TMK esters with WFP components and at the same time slow down the hydrolysis reaction of DMD with the formation of WFP [RF Patent No. 2062270, IPC C07D 319/06, C07C 31/12, publ. 06/20/1996].
Недостатком перечисленных способов получения ДМД является недостаточная селективность по целевому ДМД из-за образования ВПП вследствие плохой взаимной растворимости бутиленсодержащих фракций С 4 и водного слоя, содержащего катализатор и формальдегид.The disadvantage of these methods for obtaining DMD is the lack of selectivity for the target DMD due to the formation of runway due to poor mutual solubility of C 4 butylene-containing fractions and an aqueous layer containing a catalyst and formaldehyde.
Известен способ получения 4,4-диметил-1,3-диоксана (ДМД) [Патент РФ №2330848, МПК C07D 319/06, опубл. 10.08.2008] конденсацией водного раствора формальдегида при мольном соотношении формальдегид/изобутилен, равном (1,5-1,6):1 при температуре 80-110°С в присутствии фосфорной кислоты, взятой в качестве катализатора и поверхностно-активных веществ (ПАВ) как сокатализаторов. Снижение селективности образования целевого ДМД, значительный расход ПАВ из-за постоянного уноса ПАВ с реакционной смесью являются основными недостатками указанного способа.A known method for producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane (DMD) [RF Patent No. 2330848, IPC C07D 319/06, publ. 08/10/2008] by condensation of an aqueous solution of formaldehyde at a molar ratio of formaldehyde / isobutylene equal to (1.5-1.6): 1 at a temperature of 80-110 ° C in the presence of phosphoric acid taken as a catalyst and surfactants (surfactants ) as cocatalysts. The decrease in the selectivity of the formation of the target DMD, a significant consumption of surfactants due to the constant entrainment of surfactants with the reaction mixture are the main disadvantages of this method.
Известен способ получения изопрена, формальдегида и изобутилена [Авторское свидетельство СССР №460720, МПК С07С 11/18, С07С 47/04, С07С 11/09, С07С 1/20, опубл. 30.01.1983] расщеплением высококипящих побочных продуктов синтеза диметилдиоксана над окисью алюминия при повышенной температуре, при этом пары продуктов расщепления дополнительно контактируют с кальцийфосфатным катализатором при 300-400°С в присутствии водяного пара.A known method for producing isoprene, formaldehyde and isobutylene [USSR author's certificate No. 460720, IPC C07C 11/18, C07C 47/04, C07C 11/09, C07C 1/20, publ. 30.01.1983] splitting high-boiling side products of the synthesis of dimethyldioxane over alumina at elevated temperature, with a pair of splitting products additionally in contact with a calcium phosphate catalyst at 300-400°C in the presence of steam.
Известно использование гетерогенного катализатора для синтеза 4,4-диметил-1,3-диоксана из изобутилена и формальдегида [Авторское свидетельство СССР №1163902, МПК B01J 23/78, С07С 11/18, опубл. 30.01.1983], включающий алюмосиликат, дополнительно содержащий оксиды железа, магния, кальция и титана. Известный катализатор обеспечивает расщепление высококипящих побочных продуктов синтеза ДМД. Небольшой срок службы катализатора и низкий выход ДМД являются основными недостатками двух ранее представленных способов.It is known to use a heterogeneous catalyst for the synthesis of 4,4-dimethyl-1,3-dioxane from isobutylene and formaldehyde [USSR Author's certificate No. 1163902, IPC B01J 23/78, C07C 11/18, publ. 30.01.1983], including aluminosilicate, additionally containing oxides of iron, magnesium, calcium and titanium. Known catalyst provides for the splitting of high-boiling by-products of the synthesis of DMD. The short life of the catalyst and the low yield of DMD are the main disadvantages of the two previously presented methods.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение селективности при получении ДМД.The objective of the invention is to increase the selectivity in obtaining DMD.
Решение поставленной задачи достигается путем применения пористого полиариленфталида в качестве гетерогенного сокатализатора для увеличения селективности образования 4,4-диметил-1,3-диоксана при конденсации трет-бутанола и формальдегида. При этом синтез ДМД проводят в присутствии фосфорной кислоты, взятой в качестве базового кислотного катализатора. Пористый полиариленфталид это углеродсодержащий материал [Крайкин В.А., Егоров А.Е., Салазкин С.Н. Пиролиз и карбонизация полимеров в ряду: полифталид - полифениленфталиды - полифенилен. // Пластические массы. - 2008. - №4. - С. 17-20; Крайкин В.А., Мусина З.Н., Галкин Е.Г., Кузнецов С.И., Егоров А.Е., Салазкин С.Н Деструкция политерфениленфталида при высоких температурах // Высокомолекулярные соединения. - 2006. - А. - Т. 48. - №11. - С. 2159 - 2177].The solution of this problem is achieved by using porous polyarylenephthalide as a heterogeneous cocatalyst to increase the selectivity of the formation of 4,4-dimethyl-1,3-dioxane during the condensation of tert-butanol and formaldehyde. In this case, the synthesis of DMD is carried out in the presence of phosphoric acid taken as the basic acid catalyst. Porous polyarylene phthalide is a carbon-containing material [Kraykin V.A., Egorov A.E., Salazkin S.N. Pyrolysis and carbonization of polymers in the series: polyphthalide - polyphenylenephthalides - polyphenylene. // Plastic masses. - 2008. - No. 4. - S. 17-20; Kraikin V.A., Musina Z.N., Galkin E.G., Kuznetsov S.I., Egorov A.E., Salazkin S.N. Destruction of polyterphenylenephthalide at high temperatures // High-molecular compounds. - 2006. - A. - T. 48. - No. 11. - S. 2159 - 2177].
Сутью изобретения является то, что для увеличения селективности образования ДМД в реакционную смесь дополнительно вводят пористый полиариленфталид в качестве гетерогенного сокатализатора при синтезе ДМД в присутствии фосфорной кислоты, взятой в качестве базового катализатора. Использование пористого полиариленфталида обеспечивает более высокую степень превращения исходных реагентов - трет-бутанола и формальдегида - увеличению селективности образования ДМД из-за снижения образования высококипящих побочных продуктов в виде гидрированных пиранов (ГП).The essence of the invention is that to increase the selectivity of the formation of DMD, porous polyarylene phthalide is additionally introduced into the reaction mixture as a heterogeneous cocatalyst in the synthesis of DMD in the presence of phosphoric acid taken as the base catalyst. The use of porous polyarylenephthalide provides a higher degree of conversion of the initial reagents - tert-butanol and formaldehyde - to increase the selectivity of the formation of DMD due to a decrease in the formation of high-boiling by-products in the form of hydrogenated pyrans (HP).
Рассматриваемый процесс конденсации трет-бутанола и формальдегида с образованием ДМД относится к числу гетерогенных жидкофазных каталитических реакций. Раздел фаз в реакторе, обусловленный взаимной нерастворимостью водного слоя, содержащего формальдегид и катализатор, и органического, содержащего трет-бутанол, является основной проблемой процесса конденсации трет-бутанола с формальдегидом. Для решения этой проблемы и увеличения химического сродства компонентов гетерогенной смеси предлагается использование пористого полиариленфталида. Введение в реакционную массу пористого полиариленфталида обеспечивает более интенсивное протекание реакции конденсации трет-бутанола с формальдегидом, способствует увеличению выхода ДМД и снижению образования ГП.The considered process of condensation of tert-butanol and formaldehyde with the formation of DMD is one of the heterogeneous liquid-phase catalytic reactions. The phase separation in the reactor, due to the mutual insolubility of the aqueous layer containing formaldehyde and catalyst, and the organic layer containing tert-butanol, is the main problem in the process of condensation of tert-butanol with formaldehyde. To solve this problem and increase the chemical affinity of the components of a heterogeneous mixture, it is proposed to use porous polyarylene phthalide. The introduction of porous poly(arylenephthalide) into the reaction mass provides a more intense reaction of condensation of tert-butanol with formaldehyde, increases the yield of DMD and reduces the formation of HP.
В настоящее время синтетические пористые материалы применяются для очистки газов, разделения многокомпонентных смесей, в процессах крекинга и реформинга.At present, synthetic porous materials are used for gas purification, separation of multicomponent mixtures, and in cracking and reforming processes.
Осуществление предлагаемого способа получения ДМД иллюстрируют приведенные ниже примеры.The implementation of the proposed method for obtaining DMD is illustrated by the examples below.
Пример 1 (для сравнения, без сокатализатора).Example 1 (for comparison, without cocatalyst).
В реактор вносят фосфорную кислоту концентрацией 81% Н3РО4 в количестве 5,0-5,5% от массы реакционной смеси и проводят процесс конденсации формальдегида и трет-бутанола, взятых в мольном отношении формальдегид: трет-бутанол, равном 1,8: 1 в течение 1 часа. Температура процесса 125°С, давление 6 атм. Затем масляный и водный слои отдельно подвергают дальнейшей переработке. Из масляного слоя ДМД выделяют экстракцией. Получают ДМД с выходом 39% от теоретического возможного количества, молярное отношение ДМД/ВПП составляет 2,8:1.Phosphoric acid with a concentration of 81% H 3 PO 4 is introduced into the reactor in an amount of 5.0-5.5% by weight of the reaction mixture and the process of condensation of formaldehyde and tert-butanol, taken in a molar ratio of formaldehyde: tert-butanol, equal to 1.8 : 1 within 1 hour. Process temperature 125°С, pressure 6 atm. The oil and water layers are then separately subjected to further processing. DMD is isolated from the oil layer by extraction. Get DMD with a yield of 39% of the theoretical possible amount, the molar ratio of DMD/VPP is 2.8:1.
Пример 2. В реактор вносят фосфорную кислоту концентрацией 81% Н3РО4 в количестве 5,0-5,5% от массы реакционной смеси и пористого полиариленфталида в количестве 3,5-5,0% от массы реакционной смеси, проводят процесс конденсации формальдегида и трет-бутанола, взятых в мольном отношении формальдегид : трет-бутанол, равном 1,8:1 в течение 1 часа. Температура процесса 125°С, давление 6 атм. Затем масляный и водный слои отдельно подвергают дальнейшей переработке. Из масляного слоя ДМД выделяют экстракцией. Получают ДМД с выходом 98,0% от теоретического возможного количества. Высококипящие побочные продукты, в том числе гидрированные пираны в реакционной массе отсутствуют.Example 2. Phosphoric acid with a concentration of 81% H 3 PO 4 in the amount of 5.0-5.5% by weight of the reaction mixture and porous polyarylene phthalide in the amount of 3.5-5.0% by weight of the reaction mixture are introduced into the reactor, the condensation process is carried out formaldehyde and tert-butanol, taken in a molar ratio of formaldehyde : tert-butanol, equal to 1.8:1 for 1 hour. Process temperature 125°С, pressure 6 atm. The oil and water layers are then separately subjected to further processing. DMD is isolated from the oil layer by extraction. Get DMD with a yield of 98.0% of the theoretical possible amount. There are no high-boiling by-products, including hydrogenated pyrans, in the reaction mass.
Эффективен пористый полиариленфталид как сокатализатор для селективного образования ДМД.Porous polyarylenephthalide is effective as a cocatalyst for the selective formation of DMD.
Условия синтеза ДМД: содержание фосфорной кислоты в количестве 5,0-5,5% от массы реакционной смеси, мольное соотношение формальдегид : трет-бутанол = 1,8:1, температура 125°С, давление 6 атм, продолжительность синтеза 1 час. Оптимальным является содержание пористого сокатализатора в количестве 3,5-5,0 мас. % от реакционной массы.Conditions for the synthesis of DMD: the content of phosphoric acid in the amount of 5.0-5.5% by weight of the reaction mixture, the molar ratio of formaldehyde : tert-butanol = 1.8:1, temperature 125°C, pressure 6 atm, duration of synthesis 1 hour. Optimal is the content of the porous co-catalyst in the amount of 3.5-5.0 wt. % of the reaction mass.
Использование пористого полиариленфталида в качестве пористого сокатализатора позволяет повысить селективность процесса образования ДМД за счет уменьшения количества образующихся высококипящих побочных продуктов, в том числе гидрированных пиранов. Применение для процесса пористого полиариленфталида в количестве меньше, чем 3,5% мас. приводит к снижению выхода ДМД, а более чем 5,0% мас. - не приводит к существенному увеличению выхода ДМД, но обуславливает дополнительный расход реагента.The use of porous poly(arylenephthalide) as a porous cocatalyst makes it possible to increase the selectivity of the DMD formation process by reducing the amount of high-boiling side products formed, including hydrogenated pyrans. Application for the process of porous polyarylenephthalide in an amount of less than 3.5% wt. leads to a decrease in the yield of DMD, and more than 5.0% wt. - does not lead to a significant increase in the yield of DMD, but causes an additional consumption of the reagent.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021106967A RU2768818C1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Use of porous polyarylenephthalide to increase selectivity when producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021106967A RU2768818C1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Use of porous polyarylenephthalide to increase selectivity when producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2768818C1 true RU2768818C1 (en) | 2022-03-24 |
Family
ID=80819536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021106967A RU2768818C1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Use of porous polyarylenephthalide to increase selectivity when producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2768818C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3972955A (en) * | 1973-09-22 | 1976-08-03 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for preparation of isoprene |
| RU2458923C1 (en) * | 2011-03-23 | 2012-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение ЕВРОХИМ" | Method of producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane |
| RU2625158C1 (en) * | 2016-07-11 | 2017-07-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) | Thermal-resistant polyarylenhflalide and method of its production |
| RU2663294C1 (en) * | 2018-03-07 | 2018-08-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" | Application of porous polyphenylenephthalide to increase selectivity in production of 4,4-dimethyl-1,3-dioxane |
-
2021
- 2021-03-16 RU RU2021106967A patent/RU2768818C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3972955A (en) * | 1973-09-22 | 1976-08-03 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for preparation of isoprene |
| RU2458923C1 (en) * | 2011-03-23 | 2012-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение ЕВРОХИМ" | Method of producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane |
| RU2625158C1 (en) * | 2016-07-11 | 2017-07-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) | Thermal-resistant polyarylenhflalide and method of its production |
| RU2663294C1 (en) * | 2018-03-07 | 2018-08-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" | Application of porous polyphenylenephthalide to increase selectivity in production of 4,4-dimethyl-1,3-dioxane |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| В.А.КРАЙКИН и др., Деструкция политерфениленфталида при высоких температурах, Высокомолекулярные соединения, Серия А, 2006, т.48, номер 12, с.2159-2177. * |
| В.А.КРАЙКИН и др., Деструкция политерфениленфталида при высоких температурах, Высокомолекулярные соединения, Серия А, 2006, т.48, номер 12, с.2159-2177. С.Н.САЛАЗКИН и др., Синтез полиариленфталидов, перспективных в качестве "умных" полимеров, Высокомолекулярные соединения, Серия А, 2008, т.50, номер 3, с.399-417. * |
| Р. И. ВАЛИЕВ и др., Влияние добавок углеродных нанотрубок на селективность образования 4,4-диметилдиоксана-1,3 по реакции Принса, Международный научный журнал "Молодой ученый", 2019, номер 49(287), с.7-11. * |
| С.Н.САЛАЗКИН и др., Синтез полиариленфталидов, перспективных в качестве "умных" полимеров, Высокомолекулярные соединения, Серия А, 2008, т.50, номер 3, с.399-417. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2330848C1 (en) | Method of obtaining 4,4-dimethyl-1,3-dioxane | |
| RU2631429C1 (en) | Method of producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane (versions) | |
| RU2365574C1 (en) | Method of processing by-products of liquid-phase synthesis of isoprene from isobutylene and formaldehyde | |
| RU2624678C1 (en) | Method of producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane | |
| RU2663292C1 (en) | Method for the preparation of 4,4-dimethyl-1,3-dioxane | |
| RU2663294C1 (en) | Application of porous polyphenylenephthalide to increase selectivity in production of 4,4-dimethyl-1,3-dioxane | |
| RU2768818C1 (en) | Use of porous polyarylenephthalide to increase selectivity when producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane | |
| RU2764519C1 (en) | Use of carbon nanotubes to increase selectivity in the production of 4,4-dimethyl-1,3-dioxane | |
| RU2721772C1 (en) | Method of producing styrene | |
| RU2658839C2 (en) | Application of carbon nanotubes to increase selectivity in production of 4,4-dimethyl-1,3-dioxane | |
| RU2774757C1 (en) | Application of synthetic zeolites for increasing selectivity in production of 4,4-dimethyl-1,3-dioxane (variants) | |
| RU2764518C1 (en) | Method for producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane using polyarylene phthalide | |
| RU2278105C1 (en) | Method for processing methyldihydropyrane and/or high-boiling products of isoprene synthesis from isobutylene and formaldehyde | |
| RU2668276C2 (en) | Application of synthetic zeolites for increasing selectivity in the production of 4,4-dimethyl-1,3-dioxane (options) | |
| RU2764520C1 (en) | Method for obtaining 4,4-dimethyl-1,3-dioxane (variants) | |
| RU2764517C1 (en) | Method for producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane using carbon nanotubes | |
| Demorest et al. | Decomposition of ketones and fatty acids by silica-alumina composites | |
| RU2330008C1 (en) | Method of processing methyl-dihydropropane and/or by-products of synthesis of isoprene from isobutylene and formaldehyde | |
| RU2712964C1 (en) | Method for processing by-products of synthesis of 4,4-dimethyl-1,3-dioxane | |
| RU2811258C1 (en) | Method of producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane | |
| RU2446138C1 (en) | Method of producing isoprene | |
| RU2459790C1 (en) | Method of producing isoprene | |
| SU440818A1 (en) | METHOD OF OBTAINING ISOPRENE | |
| RU97111675A (en) | METHOD FOR PRODUCING ISOPRENE | |
| RU2085551C1 (en) | Method of isoprene synthesis |