Спосіб бромування феноксіоцтової кислоти

Корисна модель відноситься до органічної хімії і може бути використана при одержанні 4-бромфеноксіоцтової кислоти, яка використовується в сільському господарстві як рослинний фітогормон широкого спектру дії. Відомий спосіб бромування фенолу і його похідних (до яких належить і феноксіоцтова кислота), який передбачає взаємодію елементарного брому з фенолом у розчиннику CCl4 , випарення розчинника і очистку бромпохідного вихідної речовини перегонкою або перекристалізацією [1]. Недоліками цього методу є утворення складної суміші ізомерних бромованих продуктів (одночасно утворюється кілька різних речовин з атомом брому у різних положеннях молекули), використання малодоступних розчинників і низький відсоток використання вихідного брому, половина якого переходить у побічний отрутний продукт - бромоводень (НВr). Відомий спосіб бромування самої феноксіоцтової кислоти в крижаній оцтовій кислоті як розчиннику з виділенням цільового продукту в осад [2], який у значній мірі вирішує перші два з трьох вищезазначених недоліків. Однак утворення побічного бромоводню притаманне і йому. Це значно знижує ви хід цільової речовини по брому, здорожує виробництво і, найголовніше, вимагає спеціальних складних технологічних заходів задля утилізації шкідливого НВr з виробничих газів, що відходять. Задача корисної моделі: Підвищення ступеню зв'язування брому і зниження кількості побічного НВr за рахунок регенерації брому з бромоводню, що побічно утворюється. Зазначена задача вирішується тим, що бромування феноксіоцтової кислоти виконується у присутності пероксиду водню, який вводиться у реакційну суміш у мольному співвідношенні 0,3...0,4:1 до брому. Порівняно з прототипом спосіб, що заявляється, відрізняється тим, що у реакційну суміш під час бромування додається пероксид водню. Ця речовина реагує з бромоводнем, що одержується в процесі реакції бромування, і переводить останній знову в бром. Таким чином, по-перше, пропонований спосіб не має викидів газоподібного бромоводню в атмосферу і, по-друге, дозволяє зменшити витрату брома на одиницю цільового продукту. Для додаткового очищення 4-бромфеноксіоцтову кислоту можна перекристалізувати з етилового спирту або ацетонітрилу. Безбарвні голчасті кристали з т.пл. 158...159°С, загальний вихід 47...50%. Таблиця 1 Результати дослідження різних умов синтезу 4-бромфеноксіоцтової кислоти Режим Співвідношення Н2О2:бром Колір суміші Викіди НВr 1 2 3 4 5 0.2:1 0.3:1 0.4:1 0.5:1 0:1 світложовтий присутні практично безбарвний несуттєві безбарвний безбарвний відсутні відсутні інтенсивний жовтогарячий сильний дим Як свідчать дані таблиці 1, найбільш доцільно використовувати співвідношення Н2О2:бром 0,3...0,4:1 (режими 2, 3). В разі зменшення кількості доданого пероксиду водню при співвідношенні Н 2О2:бром 0.2:1 (режим 1) колір реакційної суміші жовтуватий і частина бромоводню видаляється з суміші у вільному стані. Це свідчить про недостачу пероксиду. В разі збільшення кількості доданого пероксиду водню по режиму 2 вже практично досягнута повнота зв'язування бромоводню. Режим 3 має ідеальні показники. В разі подальшого збільшення кількості доданого пероксиду водню по режиму 4 як і у режимі 3 ми маємо показники, які свідчать про повне зв'язування НВr. Але у зв'язку з сильними окислювальними властивостями Н 2О2 нераціонально використовувати його значний надлишок, тому що це може негативно вплинути на якість цільового продукту (сама бромфеноксиоцтова кислота може окислюватися надлишком пероксиду). Крім цього надлишок Н2О2 невигідний з економічного погляду. Тому автор і пропонує режими 2, 3. У режимі 5 (за прототипом) подані дані про результати бромування феноксіоцтової кислоти без добавки Н2О2. Вони свідчать про велику кількість шкідливих викидів НВr. Порівняно з прототипом пропонуємий спосіб має наступні переваги: - зниження витрат на бром; - відсутність шкіливих викидів бромоводню в атмосферу. Економічний ефект від застосування пропонуємого способа полягає у наступному: За рахунок регенерації брому з побічного продукту реакції (бромоводню) можливо практично удвічі знизити його витрати при проведенні бромування. Правда, економічна вигода від цього практично нівелюється необхідністю використовувати пероксид водню, якого не було у способі по прототипу. Вкрай важлива перевага запропонованого способу полягає в зменшенні збитку навколишньому середовищу за рахунок відсутності шкідливих викидів бромоводню в атмосферу. Це дуже реакційноздатне з'єднання, що руйнує навіть металеві трубопроводи. У виробничих умовах його все рівно довелося б витягати з газів, що відходять, а це зажадає значних додаткових економічних витрат. Наш метод дозволяє їх виключити. Пропонуємий спосiб Речовина Маса, г Вартість, грн феноксіоцтова к-та 92,7 18,91* бром 63,2 1,5 За прототипом Речовина Маса, г феноксіоцтова к-та 92,7 бром 107,5 Вартість, грн 18,91* 2,6 оцтова кислота пероксид водню 3% 200 134 1,3 0,9 оцтова кислота 200 1,3 22,61 22,81 Ціни за даними каталога "ООО Пионер. Химические реактивы", Херсон, 2003. * За даними каталога "Химические реактивы и высокочистые химические вещества", М.: Химия, 1983. Перерахунок у гривні виконай за коефіцієнтом 1 рубль СРСР= 0,69$. Джерела інформації: 1. Органикум І (Практикум по органической химии). Перевод с немецкого В.М. Потапова и др.- М.: "Мир", 1979.- С.413. 2. Спосіб бромування феноксиоцтової кислоти. Деклараційний патент України №15816 на корисну модель.Бюл.№ 7.- 2006.