CC BY
40
36
AZ9RBAYCAN KÍMYA JURNALI № 2 2014
UOT 547.425:547.464:547.569
2-(METÍLTSÍKLOALKÍL)-6-(MORFOLÍLMETÍL)-4-HEKSÍLFENOLLARIN ALINMASI REAKSÍYALARININ T9DQÍQÍ
S.T.Rüstamov, F.9.Nabiyev, A.H.9zizov, C.Q.Rasulov
Azdrbaycan Milli EA Y.H.Mdmmdddliyev adina Neft-Kimya Proseslari institutu
ereste@rambler.ru
Redaksiyaya daxil olmu§dur 05.03.2013
Maqalada para--heksilfenolun 1-metiltsiklopentenla, 1- va 3-metiltsikloheksenlarla H-for-mali КУ-23 katalizatorunun i§tiraki ila katalitik orto-tsikloalkilla§masi va alinmi§ orto-tsikloalkil-para-heksilfenollarin formaldehid va morfolinla aminometilla§ma reaksiyala-rinin tadqiqindan, müxtalif parametrlarin maqsadli mahsullarin 9iximlarina va seficiliyina tasirinin ara§dirilmasindan bahs edilir.
Agar sözfor: para-heksilfenol, 1-metiltsiklopenten, 1-metiltsikloheksen, 3-metiltsikloheksen, fenol, tsikloalkilh^ma, formaldehid, morfolin, aminometilh^ma, Mannix reaksiyasi.
Alkilfenol birla§malarinin alinmasi, 9evrilmalari va tatbiqi sahasindaki son dövrün adabiy-yat ara§dirmalari göstarir ki, fenolun, para-metilfenolun, para-ü9lübutilfenolun, para-amilfenolun, para-ü9lüoktilfenolun müxtalif alkilla§dirici agentlarla alkilla§masi va onlarin asasinda müxtalif 9e§idli kimyavi alavalarin alinmasi barada lazimi qadar adabiyyat mövcuddur [1-7].
Müayyan edilmi§dir ki, fenolun para-vaziyyatindaki alkil metil qrupundan oktil qrupuna dogru artdiqca, onlar asasinda alinmi§ kimyavi alavalarin keyfiyyat göstaricilari yax§ila§ir. Lakin onu da qeyd etmak lazimdir ki, para-ü9lüoktilfenol asasinda alinmi§ kimyavi alavalar yüksak temperaturlarda stabil deyildir. Mahz bu baximdan, tarkibina tsikloalkil qrupu daxil edilmi§ pa-ra-heksilfenollar asasinda alinmi§ kimyavi alavalar elmi va praktiki cahatdan xüsusi ahamiyyat kasb edir.
Taqdim olunan maqalada para-heksilfenolun (p-HF) H-formali КУ-23 katalizatorunun i§tiraki ila 1-metiltsiklopenten (1-MTSP), 1-metiltsikloheksen (1-MTSH) va 3-metiltsikloheksen (3-MTSH) ila tsikloalkilla§ma reaksiyalarinin tadqiqindan va alinmi§ 2-(metiltsikloalkil)-4-hek-silfenollarin formaldehid va morfolinla aminometilla§ma reaksiyalarina calb olunaraq onlarin Mannix asasli töramalarinin alinmasindan bahs edilir.
T0CRÜBÍ Hisse
2-Mono-(metiltsikloalkil)-4-heksilfenollarin sintezi ü9ün ilkin xammal kimi para-heksil-fenoldan, 1-metiltsiklopentendan, 1-metiltsikloheksendan va 3-metiltsikloheksendan istifada olun-mu§dur.
para-Heksilfenol fenolun propilenin dimeri ila tur§ katalizatorlarin i§tiraki ila alkilla§ma-sindan alinmi§dir. Alinmi§ para-heksilfenolun fiziki-kimyavi xassalari beladir: Tqay - 138-1400C (10 mm c.st.) n2D0 - 1.5211, df - 1.0182, mol. kütla - 178.
1-Metiltsiklopenten tsikloheksanolun dehidratasiyasindan alinir va fiziki-kimyavi xassalari beladir: Tqay - 750C, nD - 1.4347, df - 0.7782, mol. kütla - 82.
1-Metiltsikloheksen 99.8% tamizlikda izoprenin etilenla, 3-metiltsikloheksen isa 98.6% ta-mizlikda piperilenin etilenla kondensasiyasindan alinir.
Alkilla§ma reaksiyasinda istifada olunan КУ-23 katalizatoru H-formaya ke9irilmi§dir. Bu maqsadla sanayeda istifada olunan КУ-23 katalizatoru 10%-li xlorid tur§usu ila i§lanmi§dir.
p-HF-un metiltsikloalkenlarla tsikloalkilla§masi laboratoriya §araitinda ü9bogazli kolbada H-formali КУ-23 katalizatoru i§tiraki ila 80-1500C temperaturda aparilmi§dir. Reaksiya mahsullari katalizatordan isti halda (40-450C) süzülüb ayrilir va rektifikasiya olunur. övval metiltsiklo-
olefinlar, sonra vakuumda (10 mm c.st.) reaksiyaya girmayan p-HF va maqsadli mahsullar qovulur, onlarin tarkibi, fiziki-kimyavi göstaricilari va spektral metodlarla strukturlari tayin olunur.
Son mahsullarin keyfiyyatli alinmasi ilkin yarimmahsullarin tamiz alinmasindan 9ox asilidir. Mahz bu maqsadla da 2-(metiltsikloalkil)-4-heksilfenollarin alinmasinin optimal §araitini tapmaq ü9ün müxtalif parametrlarin - reaksiyanin temperaturunun, müddatinin, ilkin kompo-nentlarin mol nisbatlarinin va katalizatorun miqdarinin reaksiya mahsullarinin 9iximina va tarkibina tasiri öyranilmi§dir.
Aparilan reaksiyalarin temperaturu 80-1500C intervalinda, tacrübanin müddati 3-7 saat, para-heksilfenolun metiltsikloalkenlara mol nisbatlari 2:1-dan 1:2-dak, katalizatorun miqdari 525% arasinda ara§dirilmi§dir.
para-Heksilfenolun metiltsikloalkenlarla katalitik alkilla§ma reaksiyalari haqqinda tam tasavvür yaradilmasi ü9ün nümuna kimi §akilda p-HF-un 1-MTSP-la H-formali KY-23 katalizatorunun i§tiraki ila alkilla§ma reaksiyasinin tadqiqinin ara§dirilmasi verilir:
OH CH
C6H13
OH CH3
C6H13
OH CH3
C6H13
2-(1-Metiltsiklopentil)-4-heksilfenolun yüksak 9iximi (64.5%) 1000C temperaturda alinir. Reaksiyanin temperaturunun l200C-dak qaldirilmasi ila maqsadli mahsulun 9iximi 9üzi artir. Bunun müqabilinda reaksiyanin selektivliyi a§agi dü§ür. Reaksiya müddatinin 3 saatdan 4.5 saata qadar artmasi ila maqsadli mahsulun 9iximi 51.3%-dan 64.5%-dak artir. ilkin komponentlarin reaksiya zonasinda 5 saatdan artiq qalmasi reaksiya mahsullarinin 9iximinin artmasina tasir göstarmir.
Belalikla, p-HF-un 1-MTSP-la H-formali KY-23 katalizatorunun i§tiraki ila tsikloalkilla§ma reaksiyasinin apanlmasinin optimal §araiti müayyan edilmi§dir: temperatur - 1000C, reaksiya müddati - 4.5 saat, ilkin komponentlarin - p-HF-un 1-MTSP-a mol nisbati 1:1, katalizatorun miqdari - 10% (götürülan p-HF-a göra). Bu §araitda alinan 2-(l-metiltsiklopentil)-4-heksilfenolun 9iximi 64.5% (götürülan p-HF-a göra), selektivliyi isa 86.8% olur.
Analoji yolla müxtalif parametrlarin p-HF-un 1- va 3-MTSH-la tsikloalkilla§ma reaksi-yalarinin gedi§ina tasiri ara§dirilmi§dir. Naticada 120-1250C temperaturda, 5 saat müddatinda, p-HF-un 1-MTSH-a (va ya 3-MTSH-a) 1:1 mol nisbatlarinda 2-(l-metiltsikloheksil)-4-hek-silfenolun 9iximi 71.3%, 2-(3-metiltsikloheksil)-4-heksilfenolun 9iximi 68.1% olur.
Sintez olunmu§ 2-mono(metiltsikloalkil)-4-heksilfenollar takrar qovulub tamizlandikdan sonra iQ va PMR spektrlari 9akilmakla strukturlari tasdiq olunmu§ va fiziki kimyavi xassalari öyranilmi§dir.
2-(metiltsikloalkil)-4-heksilfenollarin fiziki-kimyavi xassalari cadval 1-da verilir.
38 STRÜSTÖMOV УЭ b.
Cadval 1. 2-(metiltsikloalkil)-4-heksilfenollarm fiziki-kimyovi xassolori
R T 1 qay? 0C/10 mm c.st. n 20 nD d 440 Mol. kütlo Element torkibi
nozori tocrübi
C H C H
R=
CH3
-CH3II 175-177 1.5156 1.0341 260 83.1 10.8 82.9 10.6
\_1 CH3
186-188 1.5198 1.0383 274 83.2 10.9 83.0 10.7
CH3 181-183 1.5188 1.0378 274 83.2 10.9 83.4 10.3
Toqdim olunan i§do nümuno ü9ün 2-mono(1-metiltsikloheksil)-4-heksilfenolun iQ vo PMR spektroskopik todqiqinin noticolori verilir.
iQ spektrin noticolori: benzol halqasinin C=C rabitolori 1500 sm-1, naften tsikli 850, 890, 1070, 1110 vo 1345 sm-1 zolaqlarinda mü§ahido olunur; CH2 vo CH3 qruplarindaki C-H rabi-tosinin deformasiya vo valent sürü§molorino 3000-2800 sm-1, hidroksil qrupuna 3500-3100 sm-1, benzol halqasindaki orto-ovozolunmaya 750 sm-1 zolaqlarinda rast golinir.
2-Mono(1-metiltsikloheksil)-4-heksilfenolun PMR spektroskopik todqiqi göstorir ki, tsik-loheksan halqasina birlo§mi§ CH3 qrupu 1.16 m.h., alkil zoncirinin CH2 qrupu 1.25 m.h. sorho-dindo a§kar olur; tsikloheksan halqasinin CH2 qruplarinin protonlari iso 1.20-1.5 m.h. siqnalina uygun golir. Aromatik halqonin vo hidroksil qrupunun protonlari müvafiq olaraq 5=6.8 m.h. vo 5=6.2 m.h. hodlorindo mü§ahido olunur.
Beloliklo, 2-mono(1-metiltsikloheksil)-4-heksilfenolun iQ vo PMR spektrlorinin inteqral oyrilori onun kimyovi strukturunun düzgünlüyünü tosdiq edir.
Sintez olunmu§ 2-(metiltsikloalkil)-4-heksilfenollar formaldehid vo morfolinlo aminome-tillo§mo reaksiyalarina colb olunaraq Mannix osasli kimyovi birlo§molor alinmi§dir:
OH OH
OH
Numuna ифип 2-(metiltsikloheksil)-4-heksilfenolun formaldehid va morfolinla aminome-tilla§ma reaksiyasi naticasinda 2-(metiltsikloheksil)-4-heksil-6-morfolilmetilfenolun alinma reak-siyasini nazardan ke9irak.
27.4 q 2-(1-metiltsikloheksil)-4-heksilfenolun uzarina 11.0 q morfolin, 50 ml benzol alava edilarak qizdirilir va 300C-da uzarina damla-damla 12.5 q 30 %-li formaldehid mahlulu damiz-dirilir. Tacruba yuxarida gostarilan usulla davam etdirilir. Maqsadli mahsul a§agi tazyiqda (2 mm c.st.) rektifikasiya olunaraq ayrilir, fiziki-kimyavi xassalari va kimyavi strukturu tayin olunur.
Sintez olunmu§ morfolilmetilfenolun iQ va PMR spektrlari 2-(1-metiltsikloheksil)-4-hek-silfenolun spektrlarina uygundur. Lakin spektri PMR uzra 5=3.55 m.h. va 5=4.75 m.h. sahalarin-
/CH2 .
daki inteqral ayrilar -N. va -CH2 radikallarinin protonlarina uygun galir, IQ spektrlarda
x CH2
benzol halqasinin hidroksila gora orto-avazlanmasi 760 sm-1 zolaginda mu§ahida olunur.
Cadval 2-da sintez olunmu§ 2-(metiltsikloalkil)-4-heksil-6-morfolilmetilfenollarin fiziki-kimyavi xassalari verilir.
Cadval 2. 2-(metiltsikloalkil)-4-heksil-6-morfolilmetilfenollann fiziki-kimyavi xassalari_
OH ^-^ R^CH2-NwO C6H13 T 1 qay, 0C/2 mm c.st nD d Г Mol. kutla Element tarkibi, %
nazari tacrubi
C H N C H N
C23H37NO2 187-190 1.5430 1.0483 359 76.9 10.3 3.9 77.3 9.8 4.2
CH3 4J> C24H39NO2 204-206 1.5567 1.0597 373 77.2 10.5 3.8 77.5 10.2 4.0
/ CH3 -D C24H39NO2 198-201 1.5526 1.0543 373 77.2 10.5 3.8 77.6 10.0 4.3
Sintez olunmu§ morfolilmetiltsikloalkilfenollar transformator va muharrik yaglarina antioksidant kimi, sulfat-reduksiyaedici bakteriyalara qar§i bakterisid kimi ilkin sinaqlardan 9ixarilmi§dir.
0D0BiYYAT sIyahisi
1. Кулиев А.М. Химия и технология присадок к маслам и топливам. Л.: Химия, 1985. 312 с.
2. Фоменко В.В., Корчагина Д.В., Салахутдинов Н.Ф. // Журн. орган. химии. 2001. Т. 37. № 6. С. 931-934.
3. Расулов Ч.К., Зейналова Л.Б., Бабаева Р.К. и др. // Процессы нефтехимии и нефтепереработки. 2007. № 2. С. 11-15.
4. Pat. i 2001. 0130 Az.R.
5. Pat. 2003. 682920 Yaponiya.
6. Pat. i 2005. 0029 Az. R.
40
S.T.RUSTeMOV УЭ b.
7. Расулов Ч.К., Набиев Ф.А., Бабаева Р.К. и др. // Процессы нефтехимии и нефтепереработки. 2001. № 2. С. 37-39.
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИИ ПОЛУЧЕНИЯ 2-(МЕТИЛЦИКЛОАЛКИЛ)-6-(МОРФОЛИЛМЕТИЛ)-4-ГЕКСИЛФЕНОЛОВ
С.Т.Рустамов, Ф.А.Набиев, А.Г.Азизов, Ч.К.Расулов
Приводятся результаты орто-циклоалкилирования пара-гексилфенола 1-метилциклопентеном, 1-и 3-метилциклогексенами в присутствии катализатора КУ-23 в Н-форме. Найдены оптимальные условия синтеза орто-циклоалкил-пара-гексилфенолов. Взаимодействием с формальдегидом и морфолином полученных орто-циклоалкил-пара-гексилфенолов, синтезированы 2-(метилцик-лоалкил)-6-(морфолилметил)-4-гексилфенолы.
Ключевые слова: пара-гексилфенол, 1-метилциклопентен, 1-метилциклогексен, 3-метилцикло-гексен, фенол, циклоалкилирование, формальдегид, морфолин, аминометилирование, реакция Манниха.
INVESTIGATION OF THE REACTION OF RECEIVING 2-(METHYLCYCLOALKYL)-6-(MORPHOLYLMETHYL)-4-HEXILPHENOLS
S.T.Rustamov, F.A.Nabiyev, A.G.Azizov, Ch.K.Rasulov
The article presents the results of ortho-cycloalkylation of para-hexylphenol with 1-methylcyclopentene, 1- & 3-methylcyclohexenes in the presence of catalyst KU-23 in H-form. Found optimum conditions for synthesis of ortho-cycloalkyl-para-hexylphenols. By interaction of received ortho-cycloalkyl-para-hexylphenols with formaldehyde and morpholine there were synthesized 2-(methilcycloalkyl)-6-(morpholylmethyl) -4 -hexilphenols.
Keywords: para-hexylphenol, 1-methylcyclopentene, 1-methylcyclohexenes, 3-methylcyclohexenes phenol, cycloalkylation, formaldehyde, morpholine, aminomethylation, Mannich reaction.
