Способ алкоксиалкилирования ненасыщенного или замещённого ароматического субстрата

Номер патента: 13996

Опубликовано: 30.08.2010

Авторы: Робертс Саймон Дэрби, Колли Стивен Уильям

Есть еще 3 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ алкоксиалкилирования ненасыщенного или замещенного ароматического субстрата, при этом замещение происходит через углерод-углеродную связь, включает взаимодействие ароматического субстрата с диалкоксиалканом в присутствии катализатора, при этом ароматический субстрат не является фенолом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что алкоксиалкилирование является селективным по отношению к желательному замещению.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что катализатор представляет собой селективный по форме катализатор.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что селективный по форме катализатор является цеолитом.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что цеолит представляет собой морденит.

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что катализатор не является селективным по форме и применяется в среде, отобранной по форме.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что среда, отобранная по форме, включает хозяина, отобранного по форме.

8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что ароматический субстрат представляет собой моно- или полициклическое углеводородное соединение.

9. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что ароматический субстрат представляет собой моно- или полициклическое гетероарильное соединение.

10. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что субстрат представляет собой бензол или бифенил.

11. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что субстрат является полициклическим ароматическим соединением, содержащим конденсированные кольца.

12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что ароматический субстрат является незамещенным.

13. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что ароматический субстрат является монозамещенным.

14. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что ароматический субстрат представляет собой нафталин, 2-(алкоксиалкил)нафталин, алкил-2-нафтоат, 2-нафтоевую кислоту или 2-алкилнафталин.

15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что диалкоксиалкан представляет собой диалкоксиметан.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что диалкилметан представляет собой диметоксиметан или диэтоксиметан.

17. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что способ является жидкофазным непрерывным способом с применением реактора с фиксированным слоем, с псевдоожиженным слоем или суспензионного реактора.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии катализатора или хозяина, отобранных по форме.

19. Способ по любому из пп.1-18, отличающийся тем, что используют растворитель.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что растворитель представляет собой гексан, циклогексан, ацетон, трихлорметан или диэтиловый эфир.

21. Способ по любому из пп.1-20, отличающийся тем, что процесс проводят при температуре от примерно 100 до примерно 200°С.

22. Способ по любому из пп.1-20, отличающийся тем, что процесс проводят при температуре от примерно 110 до примерно 170°С.

23. Способ по любому из пп.1-22, отличающийся тем, что процесс проводят под давлением от примерно 5 до примерно 50 бар изб. давл.

24. Способ по любому из пп.1-23, отличающийся тем, что процесс проводят в течение времени от примерно 4 до примерно 18 ч.

25. Способ получения карбоновой кислоты или карбоксилата, включающий

получение ди(алкоксиалкил)ароматического соединения или монозамещенного (алкоксиалкил)ароматического соединения в соответствии со способом по любому из пп.1-24 и

окисление алкоксиалкильных боковых цепей с получением соответствующих карбоновой кислоты или карбоксилата.

26. Способ получения сложного эфира, включающий полимеризацию карбоновой кислоты или карбоксилата, полученных в соответствии со способом по п.25.

27. Способ по п.26, отличающийся тем, что сложные полиэфиры представляют собой полиалкилентерефталаты, полиалкиленфталаты, полиалкиленнафталаты или полиалкенфенилаты.

Текст

Смотреть все

СПОСОБ АЛКОКСИАЛКИЛИРОВАНИЯ НЕНАСЫЩЕННОГО ИЛИ ЗАМЕЩННОГО АРОМАТИЧЕСКОГО СУБСТРАТА(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ДЭЙВИ ПРОУСЕСС ТЕКНОЛОДЖИ ЛИМИТЕД (GB) Робертс Саймон Дэрби, Колли Стивен Уильям (GB) Представитель: Способ алкоксиалкилирования незамещнного ароматического субстрата или замещнного ароматического субстрата, при этом замещение происходит через углерод-углеродную связь и указанный способ включает взаимодействие ароматического субстрата с диалкоксиалканом в присутствии катализатора. 013996 Данное изобретение относится к способу алкоксиалкилирования ароматического субстрата. Более конкретно, оно относится к способу селективного алкоксиалкилирования ароматического субстрата. Ещ более конкретно, оно относится к способу селективного алкоксиметилирования ароматического субстрата. В особенности, оно относится к диалкоксиметилированию ароматического субстрата или к моноалкоксиметилированию монозамещнного ароматического субстрата. Особенно, оно относится к алкоксиметилированию нафталина или -замещнного нафталина с получением 2,6-дизамещнного нафталина. Согласно предпочтительному варианту данное изобретение относится к способу получения 2,6-ди(алкоксиметил)нафталина. Согласно другому варианту данное изобретение относится к способу получения полимеров и, в особенности, сложных полиэфиров, таких как полиэтиленнафталат. Хорошо известно, что алкилированные полициклические соединения, такие как 2,6-диалкилнафталины, являются ценными веществами, так как они являются предшественниками сложных полиэфиров, таких как полиэтиленнафталат. Полиэтиленнафталат имеет превосходные прочность и защитные свойства по сравнению с другими сложными полиэфирами, такими как полиэтилентерефталат, и применяется для изготовления волокон, плнок и упаковочных материалов. Благодаря улучшенным свойствам полиэтиленнафталата проводились обширные исследования с целью разработки экономичного способа получения этого продукта и его предшественников. Полиэтиленнафталат обычно получают или этерификацией 2,6-нафталиндикарбоновой кислоты,или переэтерификацией диметил-2,6-нафталиндикарбоксилата. 2,6-Нафталиндикарбоновая кислота и 2,6 нафталиндикарбоксилат, являющиеся исходными веществами при проведении этих реакций, обычно получают из 2,6-диалкилнафталина. Однако получение исходного 2,6-диалкилнафталина связано с некоторыми трудностями, так как существуют десять изомеров диалкилнафталина. Известен ряд способов получения 2,6-диметилнафталина. Например, как описано в патенте США 4963248, 2,6-диметилнафталин может быть выделен из фракций во время крекинга керосина или, как описано в European Chemical News, P. 30 28.09.1992 и в патенте США 6121501, он может быть выделен из фракций масла FCC. Хотя эти процессы приводят к получению желаемого соединения, из-за маленькой разницы в температурах кипения различных изомеров диметилнафталина необходимо применять усложннные стадии селективной адсорбции, выделения и кристаллизации. Разделение 2,6- и 2,7-изомеров особенно затруднено. Эти изомеры могут также образовывать эвтектическую смесь. Было также предложено использовать технологию изомеризации для превращения смеси изомеров диметилнафталина в желаемый 2,6-диметилнафталин. Примеры подходящих методов изомеризации описаны в патентах США 4777312, 5425060, 6015930 и 6018087. Однако, как описано в патенте США 6057487 легко изомеризуются только 1,5- и 1,6-изомеры. Была также сделана попытка селективного получения 2,6-изомера или диизомера триады (то есть 2,6-, 1,5- и 1,6-диметилнафталинов). В частности, были сделаны попытки разработать способы, при осуществлении которых удатся избежать сопутствующего образования 2,7-изомера. Один такой способ включает серию реакций, начиная с о-ксилола и бутадиена, для получения 1,5-диметилнафталина, который затем изомеризуется с образованием желательного изомера в присутствии цеолита в качестве катализатора. Подходящие способы описаны в патентах США 4990717, 5073670, 5118892, 5030781 и 5012024. Однако этот 4-х стадийный способ является далким от идеала, так как происходит ряд вторичных реакций, которые приводят к необходимости проведения стадий очистки для каждого промежуточного продукта. Более короткий способ получения 2,6-диметилнафталина описан в патенте США 4795847. Этот способ начинается с применения нафталина или метилнафталина и включает метилирование при помощи подходящего метилирующего агента в присутствии цеолитового катализатора. Цеолитовые катализаторы, как было показано, имеют ряд преимуществ по сравнению с гомогенными катализаторами типа катализаторов Фриделя-Крафтса. Эти преимущества включают лгкость отделения катализатора, сточных вод, минимальные коррозию и токсичность, а также способность влиять на селективность. Как указано в патенте США 5001295, выбор подходящего цеолита для метилирования нафталина или 2-диметилнафталина может обеспечить получение смеси, которая обогащена желательными 2,6-изомерами. Однако из-за почти идентичных диаметров молекул изомерных 2,6- и 2,7-диметилнафталинов смесь продуктов содержит небольшое количество желательного изомера. Были сделаны попытки обогатить полученный продукт 2,6-диметилнафталином путм переалкилирования нежелательных изомеров диметилнафталина нафталином над цеолитом с образованием 2-метилнафталина, который затем может быть селективно алкелирован до 2,6-диметилнафталина. Один метод этого типа описан в патенте США 6011190. Затем происходит дальнейшая изомеризация с образованием 2,6-диметилнафталина с последующим отделением от остающихся изомеров диметилнафталина и других продуктов. Для использования селективных свойств цеолитов в нафталиновый субстрат были введены такие более объмные заместители, что разница в критических размерах молекул 2,6- и 2,7-изомеров стала максимальной. Как описано в заявке WO 90/03960, в патентах США 5900519 и 4950824, изопропили-1 013996 рование нафталина или 2-изопропилнафталина над цеолитовым катализатором может привести к получению смесей, обогащенных 2,6-диизопропилнафталином. Значительные усилия были предприняты для увеличения отношения 2,6/2,7 путм тщательной оптимизации свойств катализатора и условий реакции. В молекулу нафталина и его производных был введн ряд альтернативных заместителей, хотя ни один из них не обеспечил желаемого критерия для селективности, лгкости последующего окисления (обычно, чем больше объм заместителя, тем труднее идт окисление) и эффективности. В этой связи следует отметить, что четыре атома углерода будут потеряны во время окисления 2,6-диизопропилнафталина до 2,6-нафталиндикарбоновой кислоты. Примеры способов, использующих альтернативные заместители, включают способы, описанные в патенте США 4873386, в котором использован этильный заместитель, способ, описанный в Org. Biol. Chem., 2003,1552-1559, в котором использован трет-бутильный заместитель, и способ, описанный в патенте США 5210350, в котором применн дициклогексильный заместитель. В патентах США 5210355, 5235115 и 5321182 описаны способы, в которых используется комбинация заместителей. Даже в том случае, когда достигается получение исходного 2,6-диалкилнафталина, остаются проблемы, связанные с окислением, очисткой, этерификацией и/или дальнейшей очисткой 2,6-нафталиндикарбоновой кислоты или 2,6-нафталиндикарбоксилата до достижения высокой степени чистоты. Один из способов получения 2,6-нафталиндикарбоновой кислоты описан в патентах США 3870754, 3856855, 4709088, 4716245, 4794195, 4950786, 5144066, 5183933 и в заявке WO 04/015003. При осуществлении этого процесса 2,6-диалкилнафталины окисляются в среде уксусной кислоты в присутствии кобальт/марганцевого катализатора и бромидного промотора. Однако из-за коррозийной природы реагентов, используемых в этой реакции, необходимо изготавливать реакционные сосуды из дорогостоящих материалов, таких как титан. Другим недостатком процесса является то, что для удаления различных примесей требуется значительная очистка полученной 2,6-нафталиндикарбоновой кислоты. Эти примеси включают тримеллитовую кислоту, 6-формил-2-нафтоевую кислоту и бромированные соединения нафталина. Кроме того, образуются нерастворимые комплексы тяжлых металлов (кобальта и марганца), особенно с тримеллитовой кислотой, что может привести к обрастанию сосуда в случае потока реагентов, направленного вниз. Очистка 2,6-нафталиндикарбоновой кислоты усложнена, так как кислота имеет низкую растворимость в большинстве растворителей и разлагается при плавлении. Сырая 2,6-нафталиндикарбоновая кислота может быть этерифицирована метанолом с получением 2,6-нафталиндикарбоксилата, так как очистка сложного эфира, хотя и остатся сложной, имеет ряд преимуществ. Примеры способов этерификации можно найти в патентах США 6013831, 6211398,5095135 и 5254719. В патентах США 5095135 и 5254719 указано, что серная кислота является эффективным катализатором реакции этерификации и реагирует с примесями тяжлых металлов с образованием растворимых сульфатных солей. Однако коррозия и отведение сточных сульфатов также вызывают проблемы, связанные с эти процессом. Для того чтобы получить 2,6-нафталиндикарбоксилат с высокой степенью чистоты, требуются растворение в подходящем растворителе, обычно в ароматическом углеводороде, и последующее отделение нерастворимых частиц, затем перекристаллизация и перегонка. Таким образом, шесть обычных стадий,требующихся для превращения 2,6-диалкилнафталина в 2,6-нафталиндикарбоксилат, который пригоден для получения полиэтиленнафталата, представляют собой: 1) окисление; 2) этерификацию, 3) растворение, 4) выделение, 5) перекристаллизацию и 6) перегонку. Другие стадии процесса включают выделение и возвращение в цикле дорогих металлических катализаторов окисления. Следовательно, желательно разработать способ, который обеспечивает получение 2,6-дизамещнного нафталина, который может быть легко превращен в полиэтиленнафталат. Это может быть достигнуто, если по меньшей мере один из заместителей в нафталине является алкоксиалкилом, особенно алкоксиметильной группой. 2,6-ди(Алкоксиметил)нафталин имеет значительные преимущества по сравнению с 2,6-диалкилнафталином при получении сложного полиэфира, так как он более легко окисляется, поэтому на стадии окисления процесса получения сложного полиэфира можно применять более мягкие условия. Применение более мягких условий помогает преодолеть проблемы, связанные с низким выходом и необходимостью дорогостоящих стадий очистки, которые отмечены в случае известных способов. Желательно также обеспечить способ селективного алкоксиалкилирования других ароматических субстратов. Таким образом, согласно данному изобретению предусмотрен способ алкоксиалкилирования незамещнного ароматического субстрата или замещнного ароматического субстрата, при этом замещение происходит через углерод-углеродную связь, а указанный способ включает взаимодействие ароматического субстрата с диалкилоксиалканом в присутствии катализатора, при этом ароматический субстрат не является фенолом. Алкоксиалкилирование предпочтительно является способом, селективным для желательного замещения. Селективность может быть достигнута любыми подходящими средствами. Согласно одному из вариантов можно применять отобранный по форме катализатор, такой как цеолит. В случае применения в качестве катализатора цеолита можно использовать любой цеолит. Выбор цеолита может повлиять на селективность продукта, так как геометрия каркаса будет влиять на положе-2 013996 ние ароматического замещения. Катализ реакции может осуществляться в широком интервале кислотности. Могут быть использованы полностью кислые цеолиты и материалы, частично содержащие основные катионы. Было установлено, что особенно благоприятным цеолитом является морденит. Отношение SiO2/Al2O3 в цеолите может влиять на активность и селективность. Полагают, что кислые морденитовые катализаторы с высокими отношениями SiO2/Al2O3 обладают повышенной селективностью в отношении желательного изомера. Может быть применена любая подходящая физическая форма катализатора. Можно использовать порошки и экструдаты. Согласно альтернативному варианту селективный катализатор, не отобранный по форме, может быть использован в среде, отобранной по форме. Например, гомогенный катализатор, такой как кислота Льюиса, может быть применн, если выдерживается в хозяине, отобранном по форме. Может быть применена любая кислота Льюиса. Подходящие катализаторы включают AlCl3. Ароматический субстрат может быть любым субстратом, который восприимчив к электрофильному замещению. Ароматический субстрат может быть моно- или полициклическим ароматическим соединением и предпочтительно является моно- или полициклическим углеводородом, хотя могут быть использованы гетероарильные соединения. Можно применять любое подходящее гетероарильное соединение. Когда субстрат представляет собой полициклическое ароматическое соединение, оно может содержать конденсированные кольца или кольца, которые соединены через связь, например бифенильную. Ароматический субстрат может быть замещнным или незамещнным. Если он является замещнным, то это обычно монозамещнное соединение. Когда применяются монозамещнные ароматические субстраты, можно применять любой подходящий заместитель. Заместитель обычно облегчает второе замещение, происходящее в желательном положении, и/или облегчает протекание процесса с потоком,направленным вниз. Для облегчения этого процесса может быть желательным использовать заместитель,который находится в подходящем состоянии окисления или легко окисляемом состоянии для превращения в предшественник полиэфира. Подходящие замещающие группы включают сложноэфирные группы,метильные и кислотные группы. Способ согласно данному изобретению особенно пригоден для получения дизамещнного ароматического субстрата или путм введения второго заместителя в монозамещнный ароматический субстрат,или путм дизамещения незамещнного ароматического субстрата. Если субстрат является монозамещнным, положение одного заместителя выбирается с целью получения желательного эффекта. Согласно особенно предпочтительному варианту дизамещнный продукт получен таким образом,что заместители содержатся в максимальном количестве. Например, когда ароматический субстрат, на котором проводится реакция, является моноциклическим ароматическим соединением, заместители расположены в пара-положении. Если ароматический субстрат представляет собой полициклическое соединение, они тоже будут размещаться на самом большом расстоянии друг от друга. Так, когда субстрат является нафталином, заместители располагаются в положении 2,6. Если субстрат представляет собой бифенил, заместители располагаются в положении 4,4'. Когда продукт, получаемый согласно данному изобретению, предназначен быть предшественником полиэтиленнафталата, ароматический субстрат предпочтительно является нафталином или он может быть монозамещнным нафталином. Когда применяется монозамещнный нафталин, заместитель обычно представляет собой легко окисляемый заместитель и обычно присоединяется к нафталину в положении 2. Эти подходящие субстраты включают 2-(алкоксиалкил)нафталин, алкил-2-нафталат, 2-нафтоевую кислоту или 2-алкилнафталин. Подходящие 2-(алкоксиалкил)нафталины включают 2-(алкоксиметил)нафталин. Можно использовать любой подходящий диалкоксиалкан. Особенно предпочтительными являются диалкоксиметаны. Подходящие диалкоксиметаны включают диметоксиметан и диэтоксиметан. Для влияния на селективность продукта может быть выбран алкоксиметилирующий агент. Не основываясь на какой-либо теории, полагают, что чем объмнее заместитель, тем выше селективность. Реакцию можно проводить в жидкой фазе или в газовой фазе. Процесс может быть периодическим или непрерывным. Реакцию можно проводить в реакторе с фиксированным слоем, в реакторе с псевдоожиженным слоем или в суспензионном реакторе. Какой бы тип реактора не использовался, процесс может проводиться в присутствии катализатора или основы с отобранной формой. Жидкофазный непрерывный процесс, использующий фиксированный слой катализатора или хозяина-основу с отобранной формой, имеет некоторые преимущества. Очевидно, что если катализатор отобран по форме, то обычно хозяин, отобранный по форме, и представляет собой катализатор. Реакцию можно проводить в присутствии или в отсутствие растворителя. Подходящие растворители включают неполярные углеводороды, такие как гексан или циклогексан. Можно также применять ацетон, трихлорметан или диэтиловый эфир. Если растворитель не применяется, его роль могут выполнять реагенты. Можно использовать любую подходящую температуру. Желательно применять такую температуру,которая обеспечивает хороший выход замещнного продукта и сводит к минимуму образование побоч-3 013996 ных продуктов. Полагают, что если температура является слишком низкой, выход продукта невелик, а если температура является слишком высокой, выход желательного продукта снижается из-за конкурирующих побочных реакций или дальнейшего превращения продукта в нежелательные вещества. Можно применять температуры в пределах от примерно 100 до примерно 200 С, при этом предпочтительными являются температуры от примерно 110 до 170 С. Процесс согласно данному изобретению можно проводить под самообразующимся давлением, величина которого обычно меньше примерно 150 фунт/дюйм 2 (1034,2 кПа). Это особенно удобно, когда процесс является периодическим. Величины давления от примерно 5 до примерно 50 бар изб. давл. могут обеспечивать ряд преимуществ. Можно использовать любое время реакции. Считают, что если время реакции является слишком коротким, выход целевого продукта снижается. Однако если время реакции слишком велико, может снизиться селективность, так как могут образоваться побочные продукты, нежелательные изомеры и продукты распада. Можно применять время реакции в пределах от примерно 1 до примерно 72 ч. Предпочтительно время реакции составляет от примерно 1 до примерно 40 ч, более предпочтительно от примерно 4 до примерно 18 ч. Согласно второму аспекту данного изобретения предусмотрен способ получения карбоновой кислоты или карбоксилата, включающий: получение ди(алкоксиалкил)ароматического соединения или монозамещнного (алкоксиалкил)ароматического соединения в соответствии с первым аспектомданного изобретения и окисление алкоксиалкильных боковых цепей с получением соответствующих карбоновой кислоты или карбоксилата. Согласно третьему аспекту данного изобретения предусмотрен способ получения сложных полиэфиров, включающий полимеризацию карбоновой кислоты или карбоксилата, полученных по способу согласно описанному выше второму аспекту. Если ароматическое соединение представляет собой нафталин, получают полиэтиленнафталат. Этот способ может также быть применн для получения других полиэфиров. Способ согласно третьему аспекту данного изобретения может быть использован для получения полиалкилентерефталатов, полиалкиленфталатов, полиалкиленнафталатов и полиалкиленбифенилатов. Так, когда ароматический субстрат является бензолом или монозамещнным бензолом, можно получать полиэтилентерефталат. Точно также, бифенил или монозамещнный бифенил, особенно замещнный в положении 4, может быть применн в способе получения особых полиэфиров на основе бифенильного скелета. Этот процесс является усовершенствованным, так как замещающие группы находятся в благоприятном состоянии окисления до стадии окисления и поэтому могут быть использованы более мягкие условия окисления. Данное изобретение ниже будет описано со ссылкой на следующие примеры. Если иное не указано,все примеры относятся к способам, осуществляемым в автоклавах объмом 100 мл при перемешивании,работающих под самосоздающимся давлением. В следующих ниже примерах числа, указанные в , были округлены до ближайшего целого числа, за исключением чисел, которые меньше 1, которые выражены в десятых долях. Пример 1. Метоксиметилиирование 10 ммоль нафталина проводили при помощи 80 ммоль диметоксиметана над катализатором, представляющим собой Н+-цеолит, взятый в количестве 4 г, в присутствии 60 мл циклогексана в качестве растворителя. Используемый катализатор представлял собой бета (Beta) SiO2/Al2O3 25. Реакцию проводили при температуре, равной 150 С. Через 18 ч конверсия нафталина составила 59 мол.%, выход (метоксиметил)нафталина был равен 37 мол.%, а выход ди(метоксиметил)нафталина составлял 6 мол.%, образовалось также 0,1 мол.% нежелательного побочного продукта, метилен-бис-нафталинов. Отношение 2/1 было равно 1,9, а отношение 2,6/2,7 составляло 2,9. Пример 2. Повторяли пример 1, но катализатором служил натрийкатионный бета-цеолит SiO2/Al2O3 25. Через 18 ч конверсия нафталина составила 46 мол.%, выход (метоксиметил)нафталина был равен 18 мол.%,выход ди(метоксиметил)нафталина составлял 5 мол.%, образовывалось также 0,1 мол.% нежелательных метилен-бис-нафталинов в качестве побочного продукта. Отношение 2/1 изомеров равнялось 1,6,отношение 2,6/2,7 замещнных соединений составляло 6,0. Пример 3. Повторяли пример 1, но катализатором служил кислый цеолит, морденит SiO2/Al2O3 20. Через 18 ч конверсия нафталина составила 13 мол.%, выход (метоксиметил)нафталина был равен 4 мол.%, выход ди(метоксиметил)нафталина был равен 0 мол.%, образовалось также 0,1 мол.% нежелательных метилен-бис-нафталинов в качестве побочного продукта. Отношение изомеров 2/1 составляло 12,9. Примеры 4-8. Повторяли пример 1, используя разные растворители. Результаты приведены в табл. 1. В каждом Примеры 9-13. Пример 1 повторяли при разных температурах. Результаты приведены в табл. 2. Таблица 2 Примеры 14-19. Повторяли пример 1 при температуре 120 С при проведении реакции в течение разного времени. Результаты приведены в табл. 3. Таблица 3 Хотя при низких количествах катализатора степень конверсии была низкой, полагают, что при проведении процесса в течение более длительного времени будет получен нужный результат. Не ограничиваясь какой-либо теорией, считают, что при небольшом времени реакции и небольшом количестве катализатора имеет место только монозамещение. Примеры 24 и 25. Повторяли пример 1, реакцию проводили в течение 4 ч при температуре, равной 120 С, используя 758 ммоль диметоксиметана и катализаторы с разными отношениями SiO2/Al2O3. Результаты приведены в табл. 5. Таблица 5 Примеры 26 и 27. Повторяли примеры 24 и 25, но применяли в качестве катализатора морденит с различными отношениями SiO2/Al2O3. Результаты приведены в табл. 6. Таблица 6-6 013996 Пример 28. Повторяли пример 27, но диметоксиметан заменяли 535 ммоль диэтоксиэтана в качестве реагента. Результаты приведены в табл. 7. Таблица 7 Примеры 29 и 30. 10 ммоль 2-(метоксиметил)нафталина реагировали с 758 ммоль диметоксиметана над 4 г порошка катализатора в течение 4 ч при температуре, равной 120 С. Результаты приведены в табл. 8. Таблица 8 Примеры 31 и 32. 10 ммоль 2-(этоксиметил)нафталина реагировали с 535 ммоль диэтоксиметана над 4 г порошка катализатора в течение 4 ч при температуре, равной 170 С. Результаты приведены в табл. 9. Таблица 9 Пример 33. Окисление 2-(этоксиметил)нафталина проводили при условиях, похожих на условия, описанные в патенте США 6037477, который включн в данную заявку в качестве ссылки. Применяли 3 ммоль 2-(этоксиметил)нафталина, 0,3 ммоль N-гидроксифталимида в качестве катализатора, 0,022 ммоль Со(II) ацетата тетрагидрата, 5 мл уксусной кислоты, давление было равно 1 атм. O2, реакцию проводили при температуре, равной 30, в течение 20 ч. Субстрат эффективно и равномерно окислялся, степень конверсии составляла 95%, образовывались этил-2-нафтоат (55%) и 2-нафтоевая кислота (38%). Примеры 34 и 35. Повторяли пример 27, используя в качестве исходного материала бензол и разные катализаторы. Результаты приведены в табл. 10. Таблица 10-7 013996 Пример 36. Повторяли пример 27, но в качестве исходного материала применяли бифенил. Единственным полученным монозамещнным изомером был 4-(метоксиметил)бифенил и единственным желательным дизамещнным изомером был 4,4'-(диметоксиметил)бифенил. Результаты приведены в табл. 11. Таблица 11 Пример 37. Для того чтобы оценить осуществимость изобретения в большем масштабе с экструдированной формой катализатора (морденит (SiO2/Al2O3 200, применяли реактор периодического действия объмом 1 л с вращающейся корзиной для катализатора. Метоксиметилирование 89 ммоль нафталина проводили при помощи 600 мл диметоксиметана над 45 г экструдата катализатора (20% связующего) при температуре, равной 110 С, в течение 2 ч. Результаты приведены в табл. 12. Таблица 12 Пример 38. Этот пример осуществляли для того, чтобы показать проведение реакции с уменьшением количества реагента при повышенном давлении. Не основываясь на какой-либо теории, полагают, что давление повышает концентрацию диметоксиметана в растворе. Метоксиметилирование 10 ммоль нафталина проводили при помощи 379 ммоль диметоксиметана над 4 г морденита SiO2/Al2O3 200 при температуре, равной 110 С, давлении 100 фунт/дюйм 2 (689,4 Па) N2 в течение 1 ч. Результаты приведены в табл. 13. Таблица 13 Пример 39. Пример осуществляли для демонстрации реакции на фиксированном слое, используя экструдат морденита SiO2/Al2O3 90 (50 мл) в качестве катализатора. Состав продукта, приведнный в табл. 14, получали через 63,5 ч оперативного режима при времени пребывания в реакторе, равном 3,5 ч при температуре 120 С и давлении в системе 10 бар изб. давл. (N2). Результаты приведены в табл. 14. Примеры 40-42. Реакцию проводили непрерывно при перемешивании, используя экструдат катализатора морденитаSiO2/Al2O3 90 в количестве 45 г, в автоклаве объмом 1 л, снабжнном вращающейся корзиной. Реактор работал с уровнем заполнения 600 мл. Исходная композиция содержала нафталин/диметоксиметан в мольном отношении 1/75,8. Состав продукта приведн в табл. 15 после времени пребывания в реакторе,равном 5 ч, при температуре 110 С. Таблица 15 Примеры 43 и 44. Бензилметиловый эфир метоксиметилировали в присутствии разных катализаторов. Условия опыта были идентичны условиям в примере 27. Результаты приведены в табл. 16. Таблица 16 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ алкоксиалкилирования ненасыщенного или замещнного ароматического субстрата, при этом замещение происходит через углерод-углеродную связь, включает взаимодействие ароматического субстрата с диалкоксиалканом в присутствии катализатора, при этом ароматический субстрат не является фенолом. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что алкоксиалкилирование является селективным по отношению к желательному замещению. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что катализатор представляет собой селективный по форме катализатор. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что селективный по форме катализатор является цеолитом. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что цеолит представляет собой морденит. 6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что катализатор не является селективным по форме и применяется в среде, отобранной по форме. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что среда, отобранная по форме, включает хозяина, отобранного по форме. 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что ароматический субстрат представляет собой моно- или полициклическое углеводородное соединение. 9. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что ароматический субстрат представляет собой моно- или полициклическое гетероарильное соединение. 10. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что субстрат представляет собой бензол или бифенил. 11. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что субстрат является полициклическим аро-9 013996 матическим соединением, содержащим конденсированные кольца. 12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что ароматический субстрат является незамещнным. 13. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что ароматический субстрат является монозамещнным. 14. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что ароматический субстрат представляет собой нафталин, 2-(алкоксиалкил)нафталин, алкил-2-нафтоат, 2-нафтоевую кислоту или 2-алкилнафталин. 15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что диалкоксиалкан представляет собой диалкоксиметан. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что диалкилметан представляет собой диметоксиметан или диэтоксиметан. 17. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что способ является жидкофазным непрерывным способом с применением реактора с фиксированным слоем, с псевдоожиженным слоем или суспензионного реактора. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии катализатора или хозяина, отобранных по форме. 19. Способ по любому из пп.1-18, отличающийся тем, что используют растворитель. 20. Способ по п.19, отличающийся тем, что растворитель представляет собой гексан, циклогексан,ацетон, трихлорметан или диэтиловый эфир. 21. Способ по любому из пп.1-20, отличающийся тем, что процесс проводят при температуре от примерно 100 до примерно 200 С. 22. Способ по любому из пп.1-20, отличающийся тем, что процесс проводят при температуре от примерно 110 до примерно 170 С. 23. Способ по любому из пп.1-22, отличающийся тем, что процесс проводят под давлением от примерно 5 до примерно 50 бар изб. давл. 24. Способ по любому из пп.1-23, отличающийся тем, что процесс проводят в течение времени от примерно 4 до примерно 18 ч. 25. Способ получения карбоновой кислоты или карбоксилата, включающий получение ди(алкоксиалкил)ароматического соединения или монозамещнного (алкоксиалкил)ароматического соединения в соответствии со способом по любому из пп.1-24 и окисление алкоксиалкильных боковых цепей с получением соответствующих карбоновой кислоты или карбоксилата. 26. Способ получения сложного эфира, включающий полимеризацию карбоновой кислоты или карбоксилата, полученных в соответствии со способом по п.25. 27. Способ по п.26, отличающийся тем, что сложные полиэфиры представляют собой полиалкилентерефталаты, полиалкиленфталаты, полиалкиленнафталаты или полиалкенфенилаты.

МПК / Метки

МПК: C07C 41/30

Метки: способ, ароматического, алкоксиалкилирования, субстрата, замещённого, ненасыщенного

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/11-13996-sposob-alkoksialkilirovaniya-nenasyshhennogo-ili-zameshhyonnogo-aromaticheskogo-substrata.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ алкоксиалкилирования ненасыщенного или замещённого ароматического субстрата</a>

Похожие патенты