Способ получения 4-алкилфенолов

 

Изобретение относится к способу синтеза алкилфенолов общей формулы где R - третичные C_nH_2n+1 c n=4-8, 10 и втор - С₁₀Н₂₁. Процесс осуществляют путем нагревания смеси фенола и соответствующего спирта в присутствии катализатора - 85%-ной фосфорной кислоты. Исходную смесь состава фенол : спирт : фосфорная кислота = 1 : 2 : 2 (мол.) нагревают при 155 - 190^oC в течение часа. В результате увеличивается скорость процесса и повышается выход продуктов реакции. 2 табл.

Способ получения 4-алкилфенолов общей формулы где R - третичные C_nH_2n+1 с n = 4 - 8, 10 и втор - C₁₀H₂₁.

Изобретение относится к области органической химии и может быть использовано в синтезе алкилфенолов, которые применяются: для экстракции металлов; в качестве флотореагентов; для получения полимеров; как бактерицидные и дезинфицирующие средства; как промежуточные продукты при синтезе неионогенных ПАВ; как антиоксиданты полимеров и смазочных масел; на основе алкилфенолов производят стимуляторы роста растений, гербициды и душистые вещества.

Известны способы синтеза 4-трет-бутилфенола из изобутилена и фенола в присутствии серной кислоты [1] Stillson G.H., Sawyer D.W., Hunt C.K., J. Am. Chem. Soc., 67, 303 (1945), а также из изобутилового спирта и фенола в присутствии дихлорида цинка. Эти методы разработаны только для одного представителя ряда алкилфенолов, и отсутствует метод, позволяющий получать обширный ряд этих соединений.

Наиболее близким к предлагаемому способу, по поставленной цели - получение обширного ряда алкилфенолов, является метод, заключающийся в алкилировании фенола соответствующим спиртом в присутствии трихлорида алюминия [2] Цукерваник И.П., Назарова З.Н., ЖОХ, 7, 630 (1937).

В качестве прототипа нами выбран наиболее близкий по технике синтеза метод [2] . Недостатком прототипа, по отношению к предлагаемому способу, является применение в качестве катализатора трихлорида алюминия. Во-первых, трихлорид не регенерируется; во-вторых, в его присутствии образуются феноляты алюминия; в-третьих, из-за его высокой активности часто образуются все три изомера: орто-, мета-, пара-алкилфенолы, а также алкилфениловый эфир и диалкилфенолы. Все это усложняет процесс и понижает выход основного продукта. К недостаткам прототипа следует отнести использование в синтезе растворителя, что не позволяет вести процесс при любых, необходимых в синтезе температурах, и тем самым получать обширный ряд продуктов.

Целью изобретения является снижение затрат труда за счет упрощения метода, увеличения скорости процесса и выхода продуктов, и получение широкого круга соединений, находящих обширные области применения.

Поставленная цель достигается тем, что смешивают фенол с соответствующим спиртом и 85% фосфорной кислотой и нагревают при определенной температуре. Способ отличается от метода, выбранного в качестве прототипа, тем, что реакция проводится в отсутствие растворителя, а применяемый катализатор - трихлорид алюминия заменен другим катализатором - фосфорной кислотой. Отсутствие растворителя требуется для того, чтобы вести процесс при любой температуре, необходимой при реакции с любым спиртом. В присутствии растворителя эта цель не достигается. Замена трихлорида алюминия фосфорной кислотой необходима потому, что трихлорид алюминия не регенируется и в его присутствии образуется сложная смесь трудноразделяемых соединений, а фосфорная кислота может применяться многократно для синтеза одного и того же соединения, с ней получается пара-изомер, сокращается продолжительность синтеза, улучшается контроль за процессом. Применение фосфорной кислоты позволяет легко перенести процесс в промышленность, т.к. не требуется индивидуализация процесса для каждого соединения, а все получают одинаково из разных спиртов только с изменением температуры синтеза; метод становится препаративным и в лабораторных условиях.

Пример (Общая методика).

В круглодонной колбе, снабженной приемником-ловушкой с обратным холодильником, смешивают 0,1 моля фенола, 0,2 моля спирта (см. табл. 1) и 0,2 моля 85%-ной фосфорной кислоты. Смесь нагревают на масляной бане, температура бани указана в табл. 1. Синтез заканчивается в течение 1 часа, на что указывает прекращение поступления воды в приемник-ловушку. По окончании реакции слой фосфорной кислоты отслаивается от продукта и кислоту можно снова использовать для синтеза того же соединения. Реакционную смесь охлаждают, добавляют 50 мл воды и экстрагируют продукт 150 мл диэтилового эфира. Эфирный экстракт промывают водой до нейтральной реакции и сушат безводным сульфатом натрия. Отгоняют эфир, затем исходный спирт. Продукт очищают перегонкой в вакууме. Температуры кипения и плавления, а также показатели преломления соединений представлены в табл. 1. Выходы продуктов в табл. 1 приведены для очищенных перегонкой в вакууме соединений. Систематические названия продуктов реакции и анализы этих соединений представлены в таблице 1.

Формула изобретения

Способ получения 4-алкилфенолов общей формулы где R - третичные C_nH_2n+1 с n = 4 - 8, 10 и втор- C₁₀H₂₁-, нагреванием смеси фенола и соответствующего спирта в присутствии катализатора, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют 85%-ную фосфорную кислоту и смесь, имеющую мольное соотношение фенол : спирт : фосфорная кислота 1 : 2 : 2, нагревают при 155 - 190^oC в течение часа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2