Способ получения 2-ундецилимидазола

(5)5 С 07 О 233/56 ГОСУДАРСТВЕНЧЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета(57) Изобретение касается производногоимидазола, в частности получения 2-ундецилимидазола, который находит применение в качестве стабилизатора полимеров,Изобретение относится к способам синтеза 2-ундецилимидазола, который широко применяется в качестве стабилизатора полимеров, отвердителя эпоксидных смол, ингибитора коррозии металлов. 2-Ундецилимидазол также широко применяется в качестве основного компонента травильного резиста при изготовлении печатных плат в электронной промышленности,Известен способ получения 2-ундецилимидазола путем взаимодействия этилендиамина и лауриновой кислоты (либо ее эфира, амида, хлорангидрида) в присутствии минеральных кислот при 290-300 С с последующим дегидрированием в и рисутствии катализатора при 220-280 С;.В 2 1705289 А 1 отвердителя эпоксидных смол, ингибитора коррозии металлов, Цель - упрощение процесса. Реакцию взаимодействия этилендиамина с 40-45-ным бензольным раствором лауриновой кислоты ведут в аппарате непрерывного действия в токе водорода на алюмоплатиновом катализаторе при 350- 400 С, при молярном соотношении лаури- новой к-ты и этилендиамина 1:(1,15-1,60) с выделением целевого продукта охлаждением реакционной смеси в холодильнике-сепараторе барботажного типа, содержащем в качестве растворителя воду. этанол, изопропанол или их смесь. Эти условия обеспечивают проведение процесса в одну стадию беэ выделения промежуточного 2-ундецилимидаэолина с выходом 88 . 1 ил. нй-снсн- Мн/Н+снн с 00зорН -й 1и с-я"1 Гс-с 1 нг 5- ИНкаГР Г- -Ъ- ,г С Си 1 Нгз280ФНедостатком этого способа является его двухстадийность и необходимость выделения и очистки образующегося на первой, стадии 2-ундецилимидазолина, так как на второй стадии наличие минеральной кислоты отравляет катализатор и содержание галогенов не должно превышать 0,1.Целью изобретения является упрощение технологического процесса.Поставленная цель достигается тем, что взаимодействие этилендиамина и лаурино 1705289продукта за счет более полного превращения 35 лауриновой кислоты, однако при избытке более 1,6 моль этилендиамина на 1 моль лаури- новой кислоты увеличение выхода не наблюдается, Использование бензольного раствора лауриновой кислоты вызвано тем, что 40 при гюдаче чистой кислоты в виде расплава (т.пл. 44 ОС) возможна закупорка системы при случайном охлаждении, а концентрация 40- 45 - максимальная концентрация, при которой не происходит осаждение лаур ювой 45 кислоты в трубах при температуре помещения 18-20 С, Применение холодильника-сепаратора барботажного типа позволяет избежать осаждения целевого продукта на стенках холодильника, а дополнительное улавливание па ров реагентов, содержащихся в выходящем газовом потоке. дает дополнительное количество 2-ундецилимидазола (10-387 о от общего выхода) и предотвращает выброс вредных веществ в атмосферу. 55Технологическая схема синтеза 2-ундецилимидазола предс 1 велена на чертеже.П р и м е р 1. В проточный реактозо Рс электрообогревом загружают 600 см (330 гГ алюмоллатииоаого катализатора, кодар. вой кислоты и дегидрированио проводят в одну стадию в аппарате непрерывного действия в токе водорода на алюмоплатиноеом катализаторе при 350-400 С и малярном соотношении лауриновая кислота;зтилендиамин 1:(1,15-1,60), причем лауриновую кислоту используют в виде 40-457 ь-ного раствора в бенэоле, а выделение целевого продукта производят путем охлаждения реакционной смеси в холодильнике-сепараторе барботажного типа, содержащем растворитель из ряда вода, этанол, изопропанол или их смесь и путем дополнительного барботирования выходящего парогаэового потока через этанол или изопропанол или 10.157 ь-ный водный оаствор соляной кислоты,Используемый для этого синтеза алюмоплатиновый катализатор должен содержать не менее 0,57 ь платины и не более 0,1 ф(р хлора, Ток водорода необходим для длительного поддержания активности катализатора. Для этого синтеза возможно применение отработанного алюмоплатинового катализатора риформинга АП, предварительно регенерированного пропусканием тска водорода при 500 С в течение 2-3 ч. При температуре в зоне реакции ниже 350 С выход целевого продукта снижается за счет неполной конверсии исходных реагентов, в при температуре выше 400 С резко возрастает содержание продуктов осмолеиия и коксования. Небольшой иэбыток этилендиамина повышает выход целевого 5 10 15 20 25 30 жащего не менее 0 57 о платины и не более 0,17, хлора. Контролируется температура верхней и средней части рабочей зоны реактора. Этилендиамин из емкости Еи 45(о-ный раствор лауриновой кислоты в бензоле из емкости Ес помощью вентилей точной регулировки ВТи ВТподаются в объемном соотношении 1:5 (малярное соотношение этилендиамин;кислота - 1,35:1,0) на тройник смешения подогревателя П 1, где они нагреваются до 300 С и в виде паров поступают на тройник смешения реактора Рсо скоростью 0,5 л/ч В течение 3 ч пропускают 1,5 л смеси, что соответствует 562,5 г лауриновой кислоты. Туда же подается через ротаметр РТи вентиль точной регулировки ВТводород иэ линии со скоростью 300 л/ч, Из тройника смешения парогазовая смесь поступает в реактор Р, где на катализаторе происходит синтез 2- ундецилимиразола Температура среднего слоя катализатора поддерживается в пределах 360-380 С. В нижнюю часть реактора Риэ емкости Есо скоростью 0,5 л/ч подается вода, частично охлаждающая выходящую иэ реактора гаэопродуктовую смесь. поступающую затем в холодильник- сепаратор барботажного типа ХС. 8 нем продукты реакции улавливаются при барботировании паров реакционной смеси через слой воды и охлаждаются до 40-50 С. Накапливающуюся в ХСсмесь продуктов реакции периодически отбирают с помощью вентиля 8-10 в приемник, где разделяют слои - нижний водный и верхний органический, Водный слой после упаривания до 10 первоначального объема дает 25 г (47 ь от теоретического выхода) 2-ундецилимидаэола, сильно загрязненного продуктами осмоления, Органический слой после охлаждения дает обильный осадок, его отжимают, сушат на воздухе. Получают 437 г 2-ундецилимидазола(70),Газовый поток из ХСпоступает в улавливающую емкость Е, где барботирует сквозь слой изопропилового спирта, растворяющего пары целевого продукта, бенэола и непрореагировавших исходных реагентов. Затем газовый поток проходит каплеотбойник К, адсорбер с активированным углем Аи через огнепрегрвдитель ОПвыводится в атмосферу. Раствор из емкости Еупаривают отгонкой растворителя до прекращения погона (около 100 С), выпавший осадок 2-ундецилимидаэола отфильтровывают, сушат. Получают 87,4 г (147 р), Общий выход 2-ундецилимидаэола 549,4 г (88%).50 55 Весь технический продукт перекристаллизоаывают из водного этанола с углем. Т пл 72-74 С.Продолжительность работы катализатора без снижения выхода целевого продукта составляет 8 ч. Количество перерабатываемой за это время лауриновой кислоты:г стааляет 1400 г и зтилендиамина 567 г (малярное соотношение этилендиамин лауриновая кислота 1,35;1,0), Общий аес исходного сырья 1400+567 - 1967 г на 330 г катализатора Отношение катализатора к исходному сырью 0,168.Выход целевого продукта за это время сос лапает 1370 г (86)ь), Расчет выхода проводт по лэуриноаой кислоте, которая в реакцию вводится а;едостатке. Выгрузку целевогопродукта из холодильникасепаратора ХСпроводят через каждые 2-3 ч по мере накопления в нем конечного продукта. Из ловушки Евыгружают раствор один раз за 8 ч.После 8 часовой работы в этом же реакторе проводят регенерацию катализатора 1 пропусканием тока воздуха в течение 4-х ч при 400-500 С и 2 восстановлением водородом при этой же температуре в течение 2-4 ч,После 10 циклов работы катализатора его подвергают глубокой регенерации, которая проводится в этом же реакторе в несколько стадий: 1) пропусканием воздуха в течение 4 ч при 500 ОС; 2) хлорированием четыреххлористым углеродом (-5 СС(4 от весэ катализатора) путем пропускания через ловушку с СС(4 азота при этой же температуре, обычно расходуется 100 обьемов азота на один объем катализатора, время хлорирования.2 ч; 3) восстановлением водородом (, 1000 объемов на один объем катализатора) в течение 4 ч при 500 ОС,В качестве катализатора может быть использован и отработанный катализатор риформинга АП, который подготавливают приведенным выше способом глубокой регенерации,Использование холодильника-сепаратора барботажного типа способствует хорошему улавливанию целевого продукта и упрощает его выгрузку,П р и гл е р 2. Синтез 2-ундецилимидаэола аналогично примеру 1, но в качестве катализатора используют отработанный алюмоплатиновый катализатор риформинга АП, который перед началом синтеза восстанавливают в токе водорода при 500 С в течение 2 ч, Выход 2-ундецилимидаэола 543,5 г (879,П р и м е р 3. Синтез 2-ундецилимидвэола аналогично примеру 1, но в улавлива 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ющей емкости Ев качестве улавлиааюгцейжидкости используют этанол. После его отгонки получают 81,2 г 2-ундецилимидазола(13 ф,), Общий выход 543,2 г (87).П р и м е р 4. Синтез 2-ундецилимидаэола аналогично примеру 1, но в емкости Е в качестве улавливающей жидкости используют 107 ь-ный водный раствор соляной кислоты. Улавливающий раствор затемподщелачивают раствором едкого натра дорН 9, выпавший осадок 2-ундецилимидазоаотфильтровывают, сушат, Из ловушки выделяют 62 г 2-ундецилимидазола (10 ф(,), Общийвыход 524 г (847 ь),П р и м е р 5, Синтез аналогично примеру 1, но вместо воды в нижнюю часть реактора и холодильник-сепаратор из емкостиЕподают изопропиловый спирт со скоростью 0,5 л/ч. Отбираемая иэ ХСсмесьпредставляет собой однородный растворцелевого продукта в смеси ратсворителейизопропанол-бензол. Растворители отгоняют до прекращения погона( 100 С), застывший остаток отжимают, сушат. Изхолодильника-сепаратора получают 281 г(457 ь) 2-ундецилимидаэола, из ловушки -187,3 г (30 6). Общий выход 468,3 г (756)П р и м е р 6. Синтез 2-ундецилимидазола аналогично примеру 5, но вместо изопропилового спирта и вхолодильнике-сепаратора, и в ловушке Е используют этиловый спирт, Обработка аналогично примеру 5, Получают иэ холодильника-сепаратора 312 г 2-ундецилимидаэола(507 ь), из ловушки 156 г (25 С), общий выход468 г (757 ь).Предложенный способ позволяет вестисинтез 2-ундецилимидазола в одну стадиюс достаточно высоким (до 88) выходом,Формула изобретенияСпособ получения 2-ундецилимидаэолас использованием взаимодействия этилендиамина и лауриновой кислоты при нагревании в присутствии катализатора, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью упрощениятехнологического процесса, лауриновуюкислоту используют в виде 40-457 ь-ногобензольного раствора при молярном соотношении лауриновой кислоты и этилендиамина, равном 1:(1,15-1,60), в качествекатализатора используют алюмоплатиновый катализатор и процесс проводят в аппарате непрерывного действия в токеводорода при 350-400 С с выделением целевого продукта охлаждением реакционнойсмеси а холодильнике-сепараторе барботажного типа, содержащем в качестве растворителя воду, этвнол, изопропанол или ихсмесь.1705289 Редакт Циткин ректор М. Демч каз 166 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж. Рауаская наб., 4/ водственно.издательский комбинат "Патент, г, ужгород, ул. Гагарина, 1 Составит хред М ль А, Свиридоваоргентал