способ получения 1,5-бис(2-гидроксифенокси)-3-оксапентана моногидрата

Формула изобретения

1. Способ получения 1,5-бис (2-гидроксифенокси)-3-оксапентана моногидрата взаимодействием пирокатехина с , ¹-дихлорэтиловым эфиром в щелочной среде в токе инертного газа и при повышенной температуре с последующим выделением целевого продукта органическим растворителем, отличающийся тем, что процесс синтеза ведут в среде глицерина и добавление , ¹-дихлорэтилового эфира к смеси пирокатехина, щелочного агента в глицерина проводят поэтапно тремя равными порциями при следующих температурных интервалах: при 20-30^oС на первом этапе, при 90-130^oС на втором этапе и при 140-150^oС на третьем этапе.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделение целевого продукта предпочтительно проводят экстракцией толуолом.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что целевой продукт предпочтительно дополнительно очищают перекристаллизацией из ацетонитрила.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии получения моноэфиров реакцией взаимодействия оксифенолов с органическим галоидпроизводными, в частности к технологии получения 1,5-бис(2-гидроксифенокси)-3-оксапентана моногидрата, являющегося промежуточным продуктом для синтеза краунэфиров, применяемых в качестве экстрагентов ионов цезия.

Реакция конденсации гидроксифенолов с галоидпроизводными уже использована в известных описанных ранее способах получения различных моноэфиров, в частности в известном способе получения внутреннего метиленового эфира пирокатехина реакцией взаимодействия пирокатехина с метиленхлоридом в среде высококипящего растворителя - этиленгликоля и в присутствии щелочного агента - кальцинированной соды. (СССР, авт.св. 132231, С 07 С 43/23, 1960). Исходные продукты в данном способе смешивают в один прием и нагревают непрерывно до температуры 122-124^oC, нагревают при этой температуре 8 часов, после чего осуществляют отгонку с паром и затем отгоняют целевой продукт. Выход конечного продукта метиленового эфира пирокатехина 48,5%. Эта же реакция была применена и в другом известном способе получения моноэфиров гидроксифенола, в котором взаимодействие гидроксифенолов и алкилгалогенидов также проводится в присутствии щелочного агента - карбоната либо гидрокарбоната щелочного металла (натрия или калия), но в среде гликольмоноэтилового эфира или его производных, в токе азота и при температуре 130-200^oС (Германия, патент 3043230, С 07 С 43/23, 1982). Исходные продукты в данном способе также контактируют в один прием, нагревают непрерывно до 170^oС. Данным способом получают с выходом около 70 мас.% различные моноэфиры общей формулы



где Z - H или низший алкил и R - H или низший алкил, а также около 3 мас. % примесей диэфиров. Рассмотренные выше способы касаются получения моноарилзамещенных эфиров, поскольку в указанных условиях в реакцию конденсации вступает один атом галогена. Для получения промежуточных продуктов для синтеза краунэфиров, являющихся циклическими полиэфирами, в качестве исходных продуктов применяются уже бисгидроксифеноксиалкановые эфиры, в частности, 1,5-бис(2-гидроксифенокси)-3-оксапентан моногидрат, являющийся предметом настоящего изобретения. Впервые синтез моногидрата данного соединения был запатентован Педерсеном (ФРГ, патент 2201583, С 07 D 323/00, 1972). В качестве прототипа новому способу выбран другой известный способ получения данного соединения, иначе называемого моногидрат бис(2-гидроксифенокси)этиловый эфир, который является усовершенствованием способа Педерсона (EP Kuba et al. , J.A.S.C, 99, 2564, 1977). В данном способе указанный эфир получают прикапыванием ,-дихлорэтилового эфира (6,04 г) к кипящему раствору пирокатехина (27,6 г) и гидроокиси натрия (3,45 г) в 200 мл воды в токе азота в течение 3-х часов и последующим перемешиванием реакционной смеси при кипении 48 часов с последующим охлаждением и выделением целевого продукта и его последующей двойной перекристаллизации из бензола. Выход конечного продукта после этой стадии составляет 48%, т.пл. 84-86^oС после сублимации. Однако, как видно из выше приведенных данных, способ неэкономичен из-за сравнительно низкого выхода и экологически мало приемлем из-за использования токсичного растворителя - бензола.

Новый способ получения 1,5-бис(2-гидроксифенокси)3-оксапентана моногидрата осуществляют взаимодействием пирокатехина с ,-дихлорэтиловьм эфиром в среде глицерина в присутствии щелочного агента и в токе инертного газа при трехстадийном добавлении к смеси пирокатехина с щелочным агентом и глицерином равных порций ,-дихлорэтилового эфира при следующих температурных интервалах, а именно при 20-30^oС для первой порции, при 90-110^oС для второй порции и при 140-150^oС для третьей порции. Процесс выделения целевого продукта, предпочтительно, проводят экстракцией толуолом и последующей перекристаллизацией ацетонитрилом. Основное отличие нового способа от способа прототипа состоит в проведении реакции в среде глицерина и использовании поэтапного добавления одного из реагентов. в определенных пропорциях и при определенных температурных режимах на каждой стадии добавления. Именно такое поэтапное добавление хлорпроизводного обеспечивает проведение реакции конденсации исключительно по одной гидроксигруппе пирокатехина и вступление в реакцию обоих атомов галогена, что приводит к почти двукратному повышению выхода конечного продукта по сравнению со способом-прототипом (78% вместо 48%). Именно последовательное трехкратное добавление к смеси пирокатехина с щелочным агентом и глицерином равнозначных доз ,-дихлорэтилового эфира, сначала при 20-30^oС, затем при 100-130^oС и, наконец, при 140-150^oС обеспечивает значительное повышение выхода целевого продукта и практически исключает образование побочных продуктов. При изменении хотя бы одного из данных параметров наблюдается существенное снижение выхода целевого продукта. В качестве щелочного агента может быть использован любой применимый для данной реакции щелочной агент, но, предпочтительно, карбонат калия.

Целевой продукт может выделен любыми известными методами, но предпочтительным являет)-3-оксапентана моногидрата толуолом, как сравнительно экологически безопасным продуктом с последующей перекристаллизацией его из ацетонитрила. Данный способ обеспечивает получение чистого продукта с т.пл. 84-85^oС. Ниже изобретение иллюстрируется следующим примером.

В четырехгорлую колбу, емкостью 3 л, снабженную мешалкой, обратным холодильником, капельной воронкой в слабом токе азота загружают 440,4 г (4 моля) пирокатехина, 203,6 г (1,9 моля) свежепрокаленного карбоната натрия и 600 мл глицерина и при температуре 25^oC добавляют 91,5 г (0,63 моля) ,-дихлорэтилового эфира, смесь затем нагревают до 100^oС и прибавляют вторую равнозначную порцию ,-дихлорэтилового эфира. Реакционную массу выдерживают при этой температуре до прекращения выделения углекислого газа и нагревают до 140^oС и прибавляют последнюю порцию дихлорэтилового эфира и выдерживают при этой температуре около 4-х часов. Всего добавляют за три этапа 274,4 г (1,9 моля) ,-дихлорэтилового эфира. Затем реакционную массу охлаждают до 70-80^oС и экстрагируют толуолом (трижды по 10 л). Толуольный экстракт промывают водой при температуре 70-80^oС, сушат сульфатом натрия. После отгонки осадок кристаллизуют из ацетонитрила. Получают 499,0 г в виде светло-бежевых кристаллов с т.пл. 84-85^oС. Выход целевого продукта составляет 78% в пересчете на пирокатехин. Проба смешения с заведомо известным образцом температурной депрессии не дает.