способ получения 2,4,6-трибромфенола

Формула изобретения

Способ получения 2,4,6-трибромфенола бромированием фенола с использованием бромистой соли металла, отличающийся тем, что процесс проводят при действии перекиси водорода на бромистую соль металла в растворе серной кислоты, где происходит одновременно генерация брома и регенерация его из образующейся бромистоводородной кислоты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к новому способу получения 2,4,6-трибромфенола, используемого в синтезе лекарственного препарата "Ксероформ", применяемого наружно как вяжущее, подсушивающее и антисептическое средство в порошках, присыпках, мазях (3-10%) (Машковский М.Д. Лекарственные средства, т.1, М.: Медицина, 1985, с.343).

Известно несколько способов получения 2,4,6-трибромфенола. По одному из методов растворенный в воде фенол бромируют бромной водой с последующей кристаллизацией из этанола (Родионов В.М., Богословский Б.М., Федорова А.М. Лабораторное руководство по химии промежуточных продуктов и красителей, М. -Л. : ГНТИ ХЛ, 1948, с.64; Кацнельсон М.М. Приготовление синтетических химико-фармацевтических препаратов, Л.: Госхимтехиздат, 1933, с.168). Недостатки этого метода: большие объемы и использование этанола, который невозможно регенерировать без потерь, а также огнеопасность, что требует особого помещения. По другому из методов рекомендуется бромировать фенол в растворе ледяной уксусной кислоты бромом в несколько приемов с отгонкой бромистоводородной кислоты. Способ сложен, и регенерируется нечистая уксусная кислота (Швицер Ю. Производство химико-фармацевтических и технохимических препаратов, М.-Л.: ОНТИ, 1934, с. 220-226).

В действовавшей технологической схеме производства препарата "Ксероформ" (Промышленный регламент Томского химфармзавода производства ксероформа, 1984, с.43-47 (прототип)) использовали метод получения 2,4,6-трибромфенола, разработанный в 1929 году лабораторией завода им. Карпова (Промышленный регламент завода им. Карпова производства ксероформа, 1938, с.24-25). Суть его заключается в бромировании фенола действием хлора на бромистые соли металлов (NaBr, KBr, FeBr₂) в разбавленном водном растворе. Недостатком этого способа является применение газообразного хлора, что неизбежно влечет за собой проведение дополнительных мероприятия по технике безопасности, частую замену оборудования и арматуры ввиду коррозионного износа.

Целью изобретения является исключение из технологии газообразного хлора.

Поставленная цель достигается заменой хлора на водный раствор перекиси водорода (конц. 30-35%) в качестве окислителя бромид-иона (пат. 5266295 США, МКИ B 01 B 7/07. Получение брома путем окисления перекисью водорода). Основными факторами в выборе метода бромирования является сила окислителя, экологичность, безопасность и технологичность ведения процесса. Окисление бромид-иона идет следующим образом:

2Br-2e _ Br₂ E = 1,087 B

Сравнивая силу наиболее распространенных окислителей:

1. Cr₂O²₇^-+14H⁺+6e _ 7H₂O+2Cr³⁺ E=1,333 B

2 ClO^-₃+6H⁺+6e _ 3H₂O+Cl^- E=1,451 B

3. MnO^-₄+8H⁺+8e _ 4H₂O+Mn²⁺ E=1,507 B

4. H₂O₂+2H⁺+2e _ 2H₂O E=1,776 B,

видим, что перекись водорода обладает большей окислительной силой и не дает ионов, загрязняющих окружающую среду. Кроме того, использование перекиси водорода предусматривает помимо генерации в реакционной массе брома, регенерацию его из бромистоводородной кислоты (пат. 4978518 США, МКИ B 01 L 3/10. Непрерывный вакуумный процесс получения брома), образующейся при бромировании фенола (PhOH):



Технология процесса получения 2,4,6-трибромфенола проста в техническом исполнении, также отсутствует вероятность загрязнения окружающей среды за счет исключения газообразного хлора.

Влияние соотношений загрузок исходных компонентов достаточно большое, так как в ходе реакции практически весь фенол реагирует с образованием 2,4,6-трибромфенола, поэтому наиболее важной задачей является установление таких соотношений загрузок компонентов, при которых достигается максимальный выход продукта требуемой чистоты при оптимальных затратах на сырье.

Как видно из таблицы, оптимальными соотношениями являются:

избыток NaBr к фенолу - 12-14%

избыток H₂O к NaBr - 6,5-7,5%

избыток H₂SO₄ к NaBr - 125-128^oC.

Пример 1. Получение 2,4,6-трибромфенола.

Четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и вакуум-щелочной системой улавливания помещают в баню. В колбу наливают 60 мл дистиллированной воды и при перемешивании прибавляют 0,168 моль бромистого натрия. К полученному раствору осторожно прибавляют 0,21 моль концентрированной серной кислоты, поддерживая температуру реакционной массы 20-25^oC внешним охлаждением. Затем к смеси приливают приготовленный раствор 0,15 моль фенола в 60 мл дистиллированной воды. Из капельной воронки в реакционную смесь добавляют 0,180 моль водного раствора перекиси водорода (концентрация 30-35%) в течение 3,0-3,5 ч при температуре 20-25^oC. По окончании прибавления перекиси водорода реакционную массу перемешивают 5 ч при этой температуре.

По истечении выдержки проводят определение конца бромирования. Пробу реакционной массы 1-2 мл фильтруют, к половине полученного фильтрата прибавляют 1 - 2 капли бромной воды. Если раствор прозрачный - реакция прошла полностью. В случае помутнения пробы проводят анализ на присутствие бромида натрия. Для этого ко второй половине фильтрата добавляют 1-2 капли перекиси водорода. Появление мути указывает на присутствие бромистого натрия, в этом случае к реакционной массе следует добавить 0,01 моль перекиси водорода. Отсутствие помутнения в пробе указывает на недостаток бромистого натрия. В этом случае к реакционной массе необходимо добавить 0,01 моль бромистого натрия. Реакционную массу перемешивают 1 ч. Проводят повторное определение конца реакции. При положительном анализе реакционную массу фильтруют, промывают осадок на фильтре 40 мл дистиллированной воды. В случае желтой надцветки трибромфенола его промывают насыщенным раствором гидросульфита натрия, затем дистиллированной водой, сушат при 50^oC. Выход 97-98%. Температура плавления 2,4,6-трибромфенола - 96^oC, что соответствует справочным данным и требованиям опытно-промышленного регламента на производство лекарственного препарата "Ксероформ".