Способ получения 2-фенилбензоксазола

 

Использование: в качестве фитозащитного препарата. Сущность изобретения: продукт - 2-фенилбензоксазол. БФ Ci2HgNO, выход 78,5%, т пл 101,5-102°С. Реагент I о-аминофенол. Реагент 2 бензойная кислота . Условия реакции: в присутствии борной кислоты в среде ксилола при повышенной температуре с последующей отгонкой ксилола и псевдосублимацией целевого продукта в аппарате непрерывного действия при температуре поверхности нагрева 230- 250°С и поверхности конденсации 10-95°С. 1 ил , 1 табл Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)л С 07 D 263/57

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4940390/04 (22) 31,05,91 (46) 30.06,93. Бюл. N. 24 (71) Научно-производственное объединение

"Алтай" (72) Ю.М. Белоусов, В.В. Кадулин, А.И, Калашников, Т.А. Суханова и О.Г. Бокова (56) Хейн, Альхейм, Леватт. Применение полифосфорной кислоты в синтезе 2-арил и

2-алкилэамещенных бензимидазолов, бензоксазолов и бенэтиаэолов, J. Amer. Chem, Soc.. 1957. ч. 79, ¹ 2, 427 — 429.

Авторское свидетельство СССР

N148414,,кл,,С 07 D 263/56, 1961.

Патент США № 3585208, кл. 260 — 307, опублик, 1971.

Патент США ¹ 3772309, кл. С 07 d 49/38, опублик. 1973.

Авторское свидетельство СССР № 732259, кл. С 07 О 235/18, 1.977.

Баранов С.В. и др. Получение 2-фенилбенэоксазола. Масло-жировая и ромышленность, 1986, N. 11, с. 25.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к усовершенствованному способу получения 2-фенилбензоксазола (Ф3 С-3).

Целью изобретения является упрощение технологического процесса и разработка на

его основе промышленной технологии получения 2-фенилбенэоксаэола; повышение чистоты целевого соединения при сохранении выхода и обеспечении возможности утилизации отходов производства; сокращение количества используемых растворителей и образующихся отходов производства... Ы, „18244О2 Al (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-ФЕНИЛБЕНЗОКСАЗОЛА (57) Использование: в качестве фитоэащитного препарата. Сущность изобретения: продукт — 2-фенилбензоксаэол. БФ С12Н980, выход 78,5 ф, т.пл. 101,5 — 102 С, Реагент I о-аминофенол. Реагент 2: бензойная кислота. Условия реакции: в присутствии борной кислоты в среде ксилола при повышенной температуре с последующей отгонкой ксилола и псевдосублимацией целевого продукта в аппарате непрерывного действия при температуре поверхности нагрева 230250 С и поверхности конденсации 10 — 95 С, 1 ил., 1 табл.

На чертеже представлена блок-схема организации технологического процесса получения ФЗС вЂ” 3, где реактор служит для смешения реагентов и проведения реакции основного синтеза; — вакуум-воронка 1 служит для фильтрации ксилольного раствора от твердого остатка, направляемого на утилизацию с целью его повторного использования; — сборник 1 служит для промежуточного приема ксилольного раствора ФЗС вЂ” 3 и до зировки его в роторный испаритель;

1824402 — роторный испаритель служит для отгонки ксилола, возвращаемого после восполнения естественных потерь в технологический цикл, и подачи расплава ФЗС вЂ” 3 — сырца в аппарат ублиматор; — аппарат-сублиматор служит для получения товарного продукта; — сборник 2 служит для приема отогнанного ксилола, замера его и возобновления естественных потерь перед подачей в технологический цикл; — сборник Э служит для сбора отходов производства (выделяющейся в результате реакции воды, кубового остатка после проведения псевдосублимации продукта -- сыр. ца и пр.), направляемых впоследствии на уничтожение методом сжигания, Процесс осуществляют следующим образом. При этом на выход, качество продукта и обеспечение возможности создания замкнутого производства оказывают влияние как режимы заявляемого технологического процесса, так и органиэация материальных потоков, отраженная в блоксхеме на чертеже.

Пример 1. В реактор 1 загружают последовательно 60 мл ксилола, 13,4 r (0,11 моль) бензойной кислоты, 10,9 г (0,1 моль) о-аминофенола и 1,5 г (0,02 моль) борной кислоты, Реакционную массу доводят до кипения и выдерживают при кипении (температура в кубе 140 — 150"С) 16 — 20 ч, при этом образующиеся в результате реакции 3,6 мл воды удаляют из зоны реакции в виде азеотропа с ксилолом и после конденсации паров в холодильнике отделяют в водоотделителе, при этом ксилол самотеком возвращается в реакционную массу. По завершении реакции основного синтеза ксилольный раствор

ФЗС-3 фильтруют от твердого остатка борной кислоты, который после прокаливания и дробления пригоден для возврата его в основной синтез. Отфильтрованный ксилольныйраствор ФЗС-Знаправляют в роторный испаритель для отгонки ксилола от продукта-сырца. При этом выделяют 15,7 r (79,9 ) продукта-сырца, коричневого или черного цвета. Отогнанный ксилол постуйает в сборник 2 и после восполнения естественных потерь эа счет летучести и растворимости в расплаве ФЗС-3 возвращается в реактор 1 на фазу основного синтеза.

Продукт-сырец в виде расплава поступает в аппарат сублимации непрерывного действия, где при температуре поверхности нагрева 240"С и температуре поверхности конденсации 10 С происходит псендосублимация (переход жидкая фаза газ твердая фаза) 2-фенилбензоксазола

При этом снижение температуры поверхности нагрева ниже 230 С приводит к снижению удельной производительности установки на 30-60, что естественно приводит к увеличению затрат энергоресурсов на единицу продукции и потому является нецелесообразным. В тоже время повышение температуры выше 250 С приводит к резкому увеличению потерь продукта (в 2,510 5 раз) за счет катализа разложения ФЗС-3 под действием находящихся в продуктесырце примесей. Кроме того, уже при 260 С сублимированный ФЗС вЂ” 3 приобретает светло-коричневую окраску и характеризуется низким качеством (температура плавления 98-100 С, содержание основного вещества 98,83 ), что свидетельствует о возгонке окрашивающих примесей, Таким образом повышение температуры поверхности нагрева выше 250 С также является нецелесообразным.

Вместе с тем температура поверхности конденсации не оказывает такого существенного воздействия ни на качество целевого соединения, ни на производительность установки. Однако, снижение температуры ниже 10 С приводит к неоправданному увеличению удельных затрат энергоресурсов и, следовательно, нецелесообразно. Повышение же температуры выше 95 С приводит к плавлению целевого соединения на поверхности конденсации, что не только приводит к уменьшению движущей силы процесса псевдосублимации и, следовательно к снижению производительности установки, но и требует дополнительных затрат по доведению сублимированного ФЗС-3 до товарного вида, вследствие образования спекшихся конгломератов, что вызывает затруднения

40 при вводе ФЗС вЂ” 3 в косметические композиции. Таким образом выбранный диапазон температур 10-95 С является наиболее рациональным.

После проведения псевдосублимации

45 получают 15,3 r (78,5 ) чистого 2-фенилбенэоксаэола (ФЗ С-3) белого цвета, температура плавления 101,5 — 102 С, содержание основного вещества 99,98%, влага отсутствует (литературные данные: температура плавления

101,5 — 102,5 С, содержание основного вещества не мерзее 99,5, содержание влаги не более 0,5, цвет от светло-желтого до желтого) и 0,4 г кубового остатка (потери продукта

0,5 ), который направляется на уничтожение методом сжигания. Производительность установки составляет 1,4 кг/ч м .

Другие примеры конкретного выполнения способа, показывающие эффективность данной технологической схемы и самого способа получения, а также влияние режи1824402

5 целевого соединения и снизить требования, предьявляемые к качеству исходному о-аминофенола принципиально новая органиэация ма5 териальных потоков, образующих практически замкнутый экологически чистый цикл, что позволяет достичь упрощения технологического процесса, а также снижения количества отходов производства и используемых рас10 творителей, и кроме того исключает необходимость проведения трудоемкой фазы регенерации диэтиленгликоля; — заявляемый технологический процесс получения ФЗС-3 может быть легко реали15 зован в промышленном производстве.

Формула изобретения

Способ получения 2-фенилбензоксазола конденсацией о-аминофенола с бенэойной кислотой в присутствии борной кислоты

20 в среде ксилола при повышенной температуре с последующим выделением целевого соединения, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса, сокращения отходов производства.

25 количества используемых растворителей и повышения чистоты целевого соединения, после проведения конденсации и отгонки ксилола выделение целевого продукта проводят путем псевдосублимации в аппарате

30 непрерывного действия при температуре поверхности нагрева 230 — 250 С и температуре поверхности конденсации 10 — 95 С.

Условии и рьазупвтаты снн«еза 2-Семипбензоксазоььа

КОЛММЕстао сырце, Г

Теьеьерахура праерхьестн Оььагрева, C

Теьаьература поВЕРХ»рези КОН81Г

II/II

Коп»ме- еопмчестПроиз врдиТЕЛЬНОС усталое

»II ° кг

ы ыь«Г

Потери

ПСОДУКта, 2

Показатели качества

МХОД

ИСТОГО

° О ПРОду»та с куповым

Оста««Он, Г

ТемпераСеверке

Нив ОСHO Е НО ГО алвес«аз, 8

Цвет

Соде рвание влаги, 8

ПРОДУ»та, г

Выход с перацнн, тура плавлении,еC денсацин, C

15,7

236

15,2 6,4 1,2а

lа

77 9

15,6

236

15,3 6,4

15,2 а,5

3а

1,25

161,5- 99,98

162

99,96

99,98 а,5

Белый

OTC

15,8

6а

1,26

0,5

Б упььй

15,7

15,4

0,2

1.35

0,5

Бе пый

24а

5 15,7

1,4а

15 3

lа

99,9Е

0,5

1,44

15,2

15,7

0,4

99,97 а,г

Балы«

l 5,8

0,4

1,45

15,3

99,97

Бепый а,5

1,46

15,7

99,96 а,5

Бупый

С,2

9 15,Е

25С! о1,5- 99,96

1а

1,5o

15,2 С,4

1.а

Сааьпо»Lïü ый

OTC

15,8

15 1

3п

1,53

0,5

99,97

Сва«г«ь»Ептый

15,6

99,98

99,Э6

1,52 ь

1.,2 а ь

1,О

Светпо«вльый

15,6

1,S2

l,а

Светлоиептый

Белый

<5,6 а,е:

99,97

220

96-100 98,63

l4 l5 Å

1,Å1

14, ьа

26С

Севтпп«Оринм. мов процесса на качество целевого соединения, приведены в таблице по результатам работы лабораторной установки.

Известно, что наряду с целевым продуктом в реакционной массе образуется и продукт самоконденсации о-аминофенола-феноксаэин, вносящий наряду с более высокомолекулярными побочными соединениями существенный вклад в окраску продуктасырца. Поскольку структуры феноксазина и

2-фенилбензоксазола близки, то можно было ожидать совместную их сублимацию.

Однако, совершенно неожиданно оказалось, что загрязнение 2-фенил-бензоксазола феноксазином (несмотря на его существенно меньший молекулярный вес) наблюдается лишь при температуре выше

260 — 270с С. Снижение температуры процесса псевдосублимации до 230-250 С не только исключило переход примеси в целевой продукт, но и сохранило удовлетворительную скорость процесса, составляющую в этих условиях около 1,5 кг/м ч.

Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом позволяет выделить следующие достоинства заявляемого способа: принципиально новый подход к очистке готового продукта, а именно псевдосублимацией 2-фенилбензоксаэола в узком интервале температур 230-250 С, что позволяет существенно повысить чистоту

78 5

Fo,Ò

72,9

8о.6

7Е,Е

79. 9

78 5

77 99

799, Э

7e S

86.4

7Е 6

ТЭ,9

77 9

7Е S

77,9

77 Э

757с9

76 4

С, 5 6егььй 1o1,5- 99,97 ОТС

1 а2

1824402 бная кцслота

Составитель Н. Kàïèòàíîâ

Редактор Т. Ходакова Техред М.Моргентал Корректор М. Ткач

Заказ 2214 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина. 101