способ получения хлористого бензила

Формула изобретения

Способ получения хлористого бензила гидрохлорированием дибензилового эфира соляной кислотой в присутствии катализатора при 90 - 97^oC, отличающийся тем, что в качестве катализатора применяют хлористый цинк, а взаимодействие проводят при пропускании в реакционную смесь газообразного хлористого водорода при мольном соотношении дибензиловый эфир : хлористый цинк, равном 1 : (1 ^oC 0,75).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения хлористого бензила - промежуточного продукта в производстве лекарственных и душистых веществ, средств защиты растений, красителей, пластмасс и других продуктов.

Основным способом получения хлористого бензила является хлорирование толуола в боковую цепь при повышенной температуре в присутствии катализаторов радикальных процессов (Авт. св. СССР N 213783, кл. C 07 C 25/14, 1968; Авт. св. СССР N 449024, кл. C 07 C 25/16, 1974; Авт. св. СССР N 644769, кл. C 07 C 25/14, 1975).

Наиболее близким к заявляемому является способ получения хлористого бензила гидрохлорированием дибензилового эфира соляной кислотой при 90 - 95^oC в присутствии катализаторов фазового переноса [R₃ R" N]⁺Cl, (где R = алкил C₁ - C₈, R" = алкил C₁ - C₅, бензил), взятых в количестве 17 - 33% от дибензилового эфира.

Выход хлористого бензила после 8 - 12-часового нагревания составляет 78 - 86% (Авт. св. СССР N 872525, кл. C 07 C 21/24, 17/24, 1981; Д.Г. Чихигин и др. I Всесоюзное совещание по химическим реактивам. Тезисы докладов и стендовых сообщений, Уфа, 1985, с. 176).

Недостатком этого способа является применение дефицитных и дорогостоящих катализаторов и длительность процесса.

При создании изобретения ставилась задача применения доступного и дешевого катализатора, сокращения времени взаимодействия и повышения выхода.

Это достигается применением в качестве катализатора хлористого цинка и пропусканием в реакционную смесь газообразного хлористого водорода со скоростью, обеспечивающей его полное поглощение.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие предполагаемое изобретение.

Пример 1.

В 4-горлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, газоотводной трубкой и обратным холодильником, соединенным со счетчиком пузырьков, загружают 60 мл концентрированной соляной кислоты (HCl), растворяют в ней 20 г (0,15 моля) хлористого цинка (ZnCl₂) и добавляют 30 г (0,15 моля) дибензилового эфира (ДБЭ). Смесь перемешивают на кипящей водяной бане при перемешивании (температура реакционной смеси 92 - 97^oC), вводя в нее газообразный хлористый водород со скоростью, обеспечивающей его поглощение. Контроль за протеканием взаимодействия осуществляют с помощью газожидкостной хроматографии. Через 4 ч смесь охлаждают до комнатной температуры, разделяют слои, органический слой перегоняют. Получают 35,6 г (93%) хлористого бензила с т.кип. 62^oC при 13 мм рт.ст. и содержанием основного вещества 96,3% (ГЖХ).

Пример 2.

В условиях примера 1 на 30 г (0,15 моля) дибензилового эфира, 45 мл концентрированной соляной кислоты и 15 г (0,11 моля) хлористого цинка после 4-часового взаимодействия получают 32,2 г (84%) хлористого бензила с т.кип. 62^oC при 13 мм рт.ст. и содержанием основного вещества 99,35%.

Пример 3.

В условиях примера 1 на 30 г дибензилового эфира и водного слоя, содержащего ZnCl₂, от предыдущего опыта (84 г) получают 35,4 г (92,6%) хлористого бензила с содержанием основного вещества 99,3%.

В таблице приведена зависимость конверсии ДБЭ от условий взаимодействия. При этом образование хлористого бензила осуществляется нагреванием смеси на кипящей водяной бане при перемешивании. Содержание дибензилового эфира и хлористого бензила в смеси определяют методом ГЖХ.

Пример 1 полностью воспроизводит Авт.св. СССР N 872525. Пример 2 показывает, что применение хлористого цинка вместо тетраэтилбензиламмонийхлорида значительно ускоряет процесс на начальной стадии, а затем, вследствие улетучивания хлористого водорода (через 1 ч при 95^oC концентрация HCl снижается с 31% до 20 - 23%), он замедляется. В примерах 3, 4 и 5 в реакционную смесь в процессе взаимодействия пропускает газообразный хлористый водород.

Мольное соотношение дибензиловый эфир : хлористый цинк в этих опытах соответственно составляет 1:1, 1:0,75 и 1:0,5. Уменьшение этого соотношения приводит к увеличению продолжительности взаимодействия реагентов, а увеличение соотношения выше 1:1 нецелесообразно из-за повышения количества побочных продуктов вследствие самоалкилирования хлористого бензила:

C₆H₅CH₂Cl C₆H₅CH₂ - (-C₆H₄CH₂) C₆H₄CH₂Cl

Оптимальным является мольное соотношение дибензиловой эфир : хлористый цинк, равное 1 : 1 ^oC 0,75.

Оптимальной концентрацией хлористого цинка в соляной кислоте является 20 - 25%, так как при большей концентрации растворимость водорода в растворе уменьшается.

Выделение хлористого бензила осуществляется разделением водного и органического слоев и перегонкой последнего.

Водный слой, содержащий хлористый цинк, может быть использован в дальнейших процессах. 5 - кратное использование его в наших экспериментах не сказывалось на выходе хлористого бензила.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет применить дешевый катализатор - хлористый цинк с его многократным использованием без выделения из водного слоя, сократить время взаимодействия в 2 - 3 раза и повысить выход на 5 - 7%.

Способ может быть рекомендован для внедрения в производствах, где в качестве отхода образуется дибензиловый эфир (производство дибензилового спирта, бензилцеллюлозы и другие).