Синтез пара-трет-бутилкумола

Цели. В статье рассматривается возможность получения пара-трет-бутилкумола алкилированием кумола изобутиленом в присутствии таких катализаторов, как Amberlyst 36 Dry, КУ-2-8, хлористый алюминий, и трет-бутиловым спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты.

Методы. Для определения качественного и количественного состава веществ и реакционных масс использованы следующие методы анализа: газожидкостная хроматография (на аппаратно-программном комплексе «Кристалл 2000М»), хроматомасс-спектрометрия (на приборе Agilent 6850, оснащенном капиллярной колонкой Agilent 19091S-433E (30 м × 250 мкм × 0.25 мкм) и спектроскопия ядерного магнитного резонанса (на приборе «Bruker DRX 400» с рабочими частотами 400 МГц).

Результаты. Установлено, что в процессе алкилирования кумола изобутиленом с использованием перечисленных катализаторов наряду с пара-трет-бутилкумолом образуется значительное количество мета-трет-бутилкумола. Также исследования показали, что применение катализаторов Amberlyst 36 Dry и КУ-2-8 при алкилировании в замкнутой системе (автоклав) приводит к образованию олигомеров изобутилена, количество которых многократно преобладает над целевым продуктом реакции. В то же время установлено, что алкилирование кумола трет-бутиловым спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты позволяет получать только один изомер – пара-трет-бутилкумол, что имеет важное практическое значение для дальнейшего получения пара-трет-бутилфенола с высокой степенью чистоты.

Выводы. Сернокислотное алкилирование кумола трет-бутиловым спиртом позволяет получить индивидуальный пара-изомер трет-бутилкумола с выходом 87–89% на загруженный трет-бутиловый спирт при конверсии кумола около 30%.

1. Курганова Е.А., Сапунов В.Н., Кошель Г.Н., Фролов А.С. Селективное аэробное окисление циклогексил- и втор-алкиларенов до гидропероксидов в присутствии N-гидроксифталимида. Изв. АН. Сер. хим. 2016;(9):2115‒2128.

2. Alonso-Magdalena Р., Marroquí L., Tudurí E., Quesada I., Sargis R.M., Nadal A. Toxic Effects of Common Environmental Pollutants in Pancreatic β-Cells and the Onset of Diabetes Mellitus. Encyclopedia of Endocrine Diseases. 2019;1:764‒775. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-801238-3.64325-8

3. Saha M. Alkylation of Phenol with n-Alcohols (C5–C7) in the Presence of Sulphuric Acid. Dhaka Univ. J. Sci. 2010;58(2):247‒251.

4. Toor J.S., Sikka S.C. Developmental and Reproductive Disorders‒Role of Endocrine Disruptors in Testicular Toxicity. In: Gupta R. (Ed.) Reproductive and Developmental Toxicology. Academic Press; 2017. P. 1111‒1121. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-804239-7.00059-7

5. Tungmunnithum D., Thongboonyou A., Pholboon A., Yangsabai A. Flavonoids and Other Phenolic Compounds from Medicinal Plants for Pharmaceutical and Medical Aspects. Medicines. 2018;5(3):93. https://doi.org/10.3390/medicines5030093

6. Flecknell P, Dyson M.C., Marini R.R., Swindle M., Wilson R.P. Preanesthesia, Anesthesia, Analgesia, and Euthanasia. In: Fox J.G., Otto G.M., Whary M.T. (Eds.). Laboratory Animal Medicine. Academic Press; 2015. P. 1135‒1200. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409527-4.00024-9

7. Dews T.E. 16 Analgesia and Anesthesia for Office Hysteroscopy and Hysteroscopic Procedures. Hysteroscopy: Office Evaluation and Management of the Uterine Cavity. 2008;1158:179‒185.

8. Соколов В.З., Харлампович Г.Д. Производство и использование ароматических углеводородов. М.: Химия; 1980. 336 с.

9. Terekhov A.V. Zanaveskin L.N., Khadzhiev S.N. Selecting an Optimum Catalyst for Producing para-tertButylphenol by Phenol Alkylation with tert-Butanol. Pet. Chem. 2017;57(8):714‒717. https://doi.org/10.1134/S096554411708014X

10. Jérôme Fr., Luque R. Bio-Based Solvents. Wiley Series in Renewable Resource; 2017. 183 р.

11. Kharayat Y. Phenols & phenolic compounds. Parivesh; 2016. 72 р. URL: https://cpcb.nic.in/uploads/News_Letter_Phenols_Phenolic_Compounds_2017.pdf

12. Wang L., Ma W., Lei D., Zhang D. Preparation and characterization of para-tertiary-butylphenol formaldehyde resins using dual catalytic-extraction method. Progress in Organic Coatings. 2015;87:1‒9. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2015.04.024

13. Saha M., Hossain M.K., Ashaduzzama M., Afroza S.T., Galib M., Sharif N. Alkylation of Phenol with Olefins in the Presence of Sulphuric Acid. Bangladesh J. Sci. Ind. Res. 2009;44(1):131–136. https://doi.org/10.3329/bjsir.v44i1.2722

14. Atwood J.L., Barbour L.J., Thallapally P.K., Wirsig T.B. A crystalline organic substrate absorbs methane under STP conditions. Chem. Commun. 2005;1:51‒53. https://doi.org/10.1039/B416752J

15. Español E.S., Villamil M.M. Calixarenes: Generalities and Their Role in Improving the Solubility, Biocompatibility, Stability, Bioavailability, Detection, and Transport of Biomolecules. Biomolecules. 2019;9(3):90. https://doi.org/10.3390/biom9030090

16. Воронин И.О., Нестерова Т.Н., Стрельчик Б.С., Журавский Е.А. Сравнение эффективности сульфокатионитов, применяемых в производстве пара-трет-бутилфенола, на основе кинетического исследования переалкилирования в системе фенол – трет-бутилфенолы. Кинетика и катализ. 2014;55(6):723‒729. https://doi.org/10.7868/S045388111406015X

17. Яркина Е.М., Курганова Е.А., Фролов А.С., Лебедева Н.В., Кошель Г.Н. Аэробное жидкофазное окисление пара-трет-бутилкумола до гидропероксида. Нефтехимия. 2019;59(6):696‒700. https://doi.org/10.1134/S0028242119060169

18. Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия в органической химии. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Техносфера; 2015. 704с. ISBN 978-5-94836-409-4

19. NIST Standard Reference Database 1A. NIST/EPA/ NIH EI AND NIST TANDEM LIBRARIES (NIST 17) and NIST MASS SPECTRAL SEARCH PROGRAM Version 2.3 Build May 4, 2017 for use with Microsoft(R) Windows(TM) 306,622 EI spectra for 267376 compounds.

20. Zech E.A., Okla B. Alkylation of airomatic hydrocarbons using a compacted montmorellonete clay catalyst: US Patent US3849507А, 1974.

21. Burress G.T. Alkylation of aromatic hydrocarbons: US Patent US4469908A, 1984.

22. Зефиров Н.С., Кулов Н.Н. (ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. Т. 5: ТРИ-ЯТР. М.: Большая российская энциклопедия; 1998. 783 с. ISBN 5-85270-310-9

23. Яркина Е.М., Курганова Е.А., Фролов А.С., Кошель Г.Н., Денисова Е.М. Кислотное разложение гидропероксида пара-трет-бутилкумола до пара-трет-бутилфенола и ацетона. Журн. прикл. химии. 2019;92(11)1427‒1434. https://doi.org/10.1134/S0044461819110094