способ получения 2,4,6- три- (3,5-ди-трет-бутил -4- гидроксибензил) - мезитилена

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,4,6-ТРИ-(3,5-ДИ-ТРЕТ-БУТИЛ-4-ГИДРОКСИБЕНЗИЛ)-МЕЗИТИЛЕНА взаимодействием 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилацетата с мезитиленом в присутствии уксусной кислоты и кислотного катализатора при нагревании с последующим отделением конечного продукта, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют хлорную кислоту в количестве 0,05 0,1 моля на 1 моль мезитилена, а выпавший осадок конечного продукта отфильтровывают, промывают и сушат.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс ведут при 25 - 70^oС.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что осадок конечного продукта промывают уксусной кислотой и водой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения 2,4,6-три-(3,5-дитрет-бутил-4-гидроксибензил)мезитилена, являющегося эффективным нетоксичным термостойким стабилизатором полимерных материалов.

Известен способ получения 2,4,6-три-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)мезитилена алкилированием мезитилена 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиловым спиртом.

Взаимодействие реагентов ведут путем медленной подачи (в течение 3-4 ч) серной кислоты (около 10 молей на 1 моль мезитилена) в смесь реагентов и сокатализаторов параформальдегида и карбоновой кислоты при 3-7^оС. После добавления серной кислоты реакционную смесь перемешивают еще 15 мин, затем кислотный слой отделяют, а органический слой промывают раствором соды.

Выход целевого продукта в расчете на алкилирующий агент составляет около 75% [1]

Недостатками указанного способа являются большое количество сернокислотных отходов и использование в способе алкилирующего агента 3,5-ди-трет. -бутил-4-гидроксибензилового спирта, который получают с низким выходом и с большим количеством побочных продуктов.

Известен также способ получения 2,4,6-три-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)мезитилена алкилированием мезитилена 2,6-ди-трет-бутил-4-метоксиметилфенолом или бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гироксибензиловым) эфиром.

Взаимодействие реагентов ведут путем обработки раствора мезитилена в хлоралкане одновременно алкилирующим агентом и серной кислотой (1,3-4 моля кислоты на 1 моль мезитилена) при (-20)-(+20)^оС. После взаимодействия кислотный слой отделяют, а органическую фазу обрабатывают газообразным аммиаком. Образовавшийся сернокислый аммоний отделяют на фильтре, а растворитель удаляют отгонкой.

Выход целевого продукта в расчете на алкилирующий агент составляет 76-81% [2]

Недостатком этого способа является наличие токсичных сернокислотных отходов с органическими примесями.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ получения 2,4,6-три-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)мезитилена взаимодействием 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилацетата с мезитиленом в присутствии уксусной кислоты и кислотного катализатора при нагревании с последующим отделением конечного продукта.

Процесс ведут следующим образом. В начале получают 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилацетат взаимодействием 2,6-ди-трет-бутилфенола с параформом и уксусной кислотой в присутствии диэтиламина по схеме

+ CH₂O+CH₃COOH __ + H₂O

К полученной реакционной смеси без выделения из нее целевого продукта добавляют хлористый метилен и мезитилен, после чего при 15^оС добавляют концентрированную серную кислоту (2,2 моля на 1 моль мезитилена) и реакционную смесь перемешивают 2 ч при 15^оС и 5 ч при 40^оС. Реакция протекает по схеме:

3

Кислотный слой отделяют, а органическую фазу промывают раствором аммиака, затем водой. Выход целевого продукта в расчете на 2,4-ди-трет-бутилфенол составляет 52% а в расчете на алкилирующий агент не превышает 75% [3]

Главным недостатком данного способа является образование большого количества отходов, содержащих серную, уксусную кислоты и исходный фенол, а также использование в большом количестве хлористого метилена.

Целью изобретения является создание экологически чистого способа получения 2,4,6-три-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)мезитилена.

Цель изобретения достигается способом получения 2,4,6-три-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)мезитилена путем взаимодействия 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилацетата с мезитиленом в присутствии уксусной кислоты и кислотного катализатора при нагревании с последующим отделением конечного продукта, в котором в качестве катализатора используют хлорную кислоту в количестве 0,05-0,1 моль на 1 моль мезитилена, а выпавший осадок конечного продукта отфильтровывают, промывают и сушат.

Преимущественное выполнение способа: проведение процесса при 25-70^оС, а осадок конечного продукта промывают уксусной кислотой и водой.

Данный способ позволяет получить продукт высокой степени чистоты и с высоким выходом (до 80%); уксусная кислота после регенерации вновь используется в процессе синтеза, поскольку в процессе получения целевого продукта в качестве растворителя используют уксусную кислоту, то промывку конечного продукта после фильтрования целесообразно вести уксусной кислотой.

П р и м е р 1. В реактор, снабженный мешалкой и термометром, загружают 6 г (0,02160 моля) 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилацетата, 1 мл (0,00720 моля) мезитилена и 12 мл уксусной кислоты. Смесь при перемешивании нагревают до 60^оС и добавляют 0,05 мл (0,00036 моля) 72%-ной хлорной кислоты. Реакционную массу перемешивают при этой температуре 1,5 ч. После охлаждения осадок отфильтровывают, промывают 7 мл уксусной кислоты, затем водой. Выход целевого продукта 4,2 г, что составляет 75,3% в расчете на алкилирующий агент. Продукт имеет т.пл. 241-244^оС и содержит по данным жидкостной хроматографии более 98% 2,4,6-три-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)мезитилена и 0,5% 2,4-ди-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)мезитилена. Дизамещенный мезитилен также является высокоэффективным неокрашивающим стабилизатором и такая его примесь не снижает эффективности целевого продукта (см. Горбунов Б. Н. и др. Химия и технология стабилизаторов полимерных материалов. М. Химия, 1981, с. 296).

П р и м е р 2. В реактор загружают 7 г (0,02520 моля) 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилацетата, 1 мл (0,00720 моля) мезитилена и 12 мл уксусной кислоты. Смесь при перемешивании нагревают до 60^оС и добавляют 0,05 мл (0,00036 моля) 72%-ной хлорной кислоты. Реакционную массу перемешивают при этой температуре 1,5 ч. После охлаждения осадок отфильтровывают, промывают 7 мл уксусной кислоты, водой. Выход целевого продукта 4,6 г, что составляет 70,7% в расчете на алкилирующий агент. Продукт имеет т.пл. 241-244^оС и содержит, по данным жидкостной хроматографии более 98% 2,4,6-три-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)мезитилена и 0,4% 2,4-ди-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)мезитилена.

П р и м е р 3. В реактор загружают 6 г (0,02160 моля) 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилацетата, 1 мл (0,00720 моля) мезитилена и 15 мл уксусной кислоты. Смесь при перемешивании нагревают до 40^оС и добавляют 0,1 мл (0,00072 моля) 72%-ной хлорной кислоты. Реакционную массу перемешивают при этой температуре 2,5 ч. Осадок отфильтровывают, промывают 7 мл уксусной кислоты, водой. Выход целевого продукта 4,5 г, что составляет 80,7% в расчете на алкилирующий агент. Продукт имеет т.пл. 241-244^оС.

П р и м е р 4. В реактор загружают 6 г (0,02160 моля) 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилацетата, 1 мл (0,00720 моля) мезитилена и 12 мл уксусной кислоты. Смесь при перемешивании нагревают до 70^оС и добавляют 0,05 мл (0,00036 моля) 72%-ной хлорной кислоты. Реакционную массу перемешивают при этой температуре 1,5 ч. Осадок отфильтровывают, промывают 7 мл уксусной кислоты, водой. Выход целевого продукта 4,1 г, что составляет 73,5% в расчете на алкилирующий агент. Продукт имеет т.пл. 238-242^оС.

П р и м е р 5. В реактор загружают 6 г (0,02160 моля) 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилацетата, 1 мл (0,00720 моля) мезитилена и 30 мл уксусной кислоты. Добавляют 0,1 мл (0,00072 моля) 72%-ной хлорной кислоты. Реакционную массу размешивают при комнатной температуре (25^оС) в течение 6 ч. Осадок отфильтровывают, промывают 7 мл уксусной кислоты, водой. Выход целевого продукта 4,25 г, что составляет 76,2% в расчете на алкилирующий агент. Продукт имеет т.пл. 241-244^оС.

Уксусную кислоту из фильтрата выделяют отгонкой и вновь используют в процессе получения целевого продукта.

П р и м е р 6 (по прототипу). В реактор загружают 2,6-ди-трет-бутилфенола (20,6 г), параформ (6,32 г), диэтиламин (0,87 г) и уксусную кислоту (30 мл). Реакционную смесь нагревают 8 ч до 100^оС в атмосфере азота. Затем к реакционному раствору, содержащему 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилацетат, добавляют 30 мл хлористого метилена и 2,75 г мезитилена. После этого при 15^оС добавляют по каплям 4 г концентрированной серной кислоты (2,2 моля на 1 моль мезитилена) и реакционную смесь перемешивают 2 ч при 15^оС и 5 ч при 40^оС. Кислотный слой отделяют, а органическую фазу промывают раствором аммиака и водой.

Выход целевого продукта в расчете на 2,6-ди-трет-бутилфенол составляет 52%

Преимуществом изобретения по сравнению с прототипом является экологичность процесса ввиду отсутствия токсичных сернокислотно-фенольных отходов. В то же время, целевой продукт получают высокой степени чистоты (т.пл. 241-244^оС) с выходом до 80%