Спосіб одержання метилолгідантоїнів

Номер патенту: 27790

Опубліковано: 16.10.2000

Автори: Бург Дуглас А., Фаріна Томас Е.

Завантажити PDF файл.

Текст

1.Спосіб одержання метилолгідантоїнів, а саме, твердих безводних метилолгідантоїнів, шляхом змішування гідантоїнового компонента й постачальника формальдегіду та проведення реакції при підвищених температурах, який відрізняється тим, що спочатку готують у реакторі водне середовище, що допускає перемішування, яке містить розчинену речовину, вибрану з групи: диметилолдиметилгідантоїн, гідантоїновий реагент, реагент - постачальник формальдегіду або будь-яку їхню комбінацію, або будь-яку їхню комбінацію з каталізатором, потім водне середовище, що допускає перемішування, збезводнюють та нагрівають, далі додають до середовища, що допускає перемішування, суміш препаратів - реагентів, яка включає той же самий або інший гідантоїновий реагент, той же самий або інший суттєво безводний реагент - постачальник формальдегіду або їхню комбінацію, або будьякий з вищеназваних реагентів із тим же самим або іншим каталізатором, одержують систему розплаву, яка включає принаймні один гідантоїновий реагент та принаймні один безводний реагент - постачальник формальдегіду, при цьому воду реакції видаляють, одержують безводний розплавлений метилолгідантоїн іі переводять його у тверду фазу. 2. Спосіб згідно з п. 1, який відрізняється тим, що збезводнювання водного середовища, що допускає перемішування, виконують при зниженому тиску від 10 до 200 мм рт. ст. 3. Спосіб згідно з п. 1, який відрізняється тим, що температуру системи розплаву змінюють від 80°С до110°С. 4. Спосіб згідно з п. 1, який відрізняється тим, що збезводнювання водного середовища, що допускає перемішування, виконують при зниженому тиску, який змінюють від 10 до 200 мм рт. ст., а нагрівання - при температурі, яку змінюють від 80°Сдо110°С. 5. Спосіб згідно з п. 1, який відрізняється тим, що при проведенні реакції одержання розплавленого метилолгідантоїну у системі розплаву принаймні з одним гідантоїновим реагентом та принаймні з одним безводним реагентом - постачальником формальдегіду або суттєво безводним реагентом постачальником формальдегіду, вода реакції видаляється за допомогою вакууму. 6. Спосіб згідно з п. 1, який відрізняється тим, що всі дії та реакції виконують поетапно. 7. Спосіб згідно з п. 1, який відрізняється тим, що всі дії та реакції виконують напівбезперервно. 8. Спосіб згідно з п. 7, який відрізняється тим, що одержаний розплавлений метилолгідантоїн розподіляють на частини, зберігають одну частину як розплав, який допускає перемішування, для повторення одержання системи розплаву доданням суміші реагентів для отримання розплавленого метилолгідантоїну та проведення етапу подальшого розподілу розплавленого метилолгідантоїну, а другу частину розплавленого метилолгідантоїну переводять у тверду фазу. 9. Спосіб згідно з п. 1, який відрізняється тим, що в розплавленій системі як гідантоїновий реагент використовують диметилгідантоїн, а як збезводнений формальдегідний реагент або суттєво безводний реагент - постачальник формальдегіду використовують параформальдегід. 10. Спосіб згідно з п. 9, який відрізняється тим, що диметилгідантоїн та параформальдегід додають у молярному відношенні від 1:1 до 1:2. 11. Спосіб згідно з п. 1, який відрізняється тим, що молярне відношення розплаву, що допускає перемішування, до гідантоїнового реагенту в системі розплаву змінюють від 1:1 до 1:10. 12. Спосіб одержання метилолгідантоїнів, а саме твердих безводних метилолгідантоїнів, шляхом змішування гідантоїнового компонента та постачальника формальдегіду при підвищених температурах, який відрізняється тим, що у водному середовищі, що допускає перемішування, яке містить розчинений реагент із групи: диметилолдиметилгідантоїн, той же самий або інший гідантоїновий реагент, реагент - постачальник формальдегіду, той же самий або інший, ніж суттєво безводний реагент - постачальник формальдегіду, або будь-яку комбінацію з цих реагентів і той же самий або інший каталізатор, проводять реакцію одержання розплавленого метилолгідантоїну, при якій реагуюча суміш О О) о> 27790 включає принаймні один пдантоіновий реагент і принаймні один реагент - постачальник формальдегіду або суттєво безводний реагентпостачальник формальдегіду або їхню комбінацію, або будь-яку їхню комбінацію з каталізатором, при цьому реакцію здійснюють при нагріванні принаймні до температури плавлення безводного метилолпдантоіну та виведенні! суттєво усієї води, після чого одержаний розплавлений метилолпдантоїн переводять у тверду фазу 13 Спосіб згідно з п 12, який відрізняється тим що видалення води виконують при зниженому тиску, який змінюють від 10 до 200 мм рт ст 14 Спосіб згідно з п 12, який відрізняється тим, що нагрівання виконують до температури, яку змінюють від 80°С до 110°С 15 Спосіб згідно з п 12, який відрізняється тим, що видалення води виконують при зниженому тиску, який змінюють від 10 до 200 мм ртст, та нагрівання проводять до температури, яку змінюють від 80°С до 110°С 16 Спосіб згідно з п 12, який відрізняється тим, що усі дії та реакції проводять поетапно 17 Спосіб згідно з п 12, який відрізняється тим, що усі ди та реакції проводять напівбезперервно 18 Спосіб згідно з п 17, який відрізняється тим, що одержаний розплавлений метилолпдантоїн розподіляють на частини, зберігають першу частину як середовище, що допускає перемішування, у якому знову проводять реакцію одержання розплавленого метилолпдантоіну між принаймні одним пдантоіновим реагентом і принаймні одним реагентом - постачальником формальдегіду або суттєво безводним реагентом постачальником формальдегіду з каталізатором або без нього, а другу частину розплавленого метилолпдантоіну переводять у тверду фазу 19 Спосіб згідно з п 12, який відрізняється тим, що як гщантої новий реагент використовують диметилпдантоїн, а як реагент - постачальник формальдегіду або суттєво безводний реагент постачальник формальдегіду використовують параформальдегід 20 Спосіб згідно з п 19, який відрізняється тим, що реакцію диметилпдантоіну та параформальдегіду проводять при молярному відношенні, яке Винахід стосується галузі органічної хімії, а саме, одержання твердих безводних метилолпдантоінів Метилолпдантоїни - це безбарвні, водорозчинні сполуки без запаху, які застосовуються як формальдепдні донори у деяких препаратах, чутливих до росту мікробів Ці препарати можуть містити промислові продукти, такі як поверхневоактивні речовини, миючі засоби, рідкі мила, фарби на основі води, засоби для пом'якшення тканин, дезодоранти для житлових приміщень (освіжувачі повітря), полімерні емульсії, захисні покриття для тканин, захисні покриття для архітектурних споруд, гелі на основі води, живиці, латекси для покриття паперу, водорозчинні чорнила, захисні состави для деревини і тому подібне Ці препарати можуть включати продукти персональної ГІГІЄНИ, такі як косметичні вироби, шампуні, креми, лосьйони, пудри і тому подібне Метилоллдантоіни, такі як монометилолдиметилпдантоіни (МДМГ). або диметилолдиметилпдантоіни (ДМДМГ), звичайно одержують у вигляді водних розчинів за допомогою реакції одного моля диметилпдантоіна (ДМГ) з одним або двома молями, ВІДПОВІДНО, формальдегіду Відомий спосіб одержання водних розчинів ДМДГ, в якому реагують від 1,85 до 2,4 моля формальдегіду (водного) на моль 5,5-диметилпдантоіну (5,5-ДМГ) при значенні рН від 7 до приблизно 9 на протязі приблизно 20 хвилин при температурі від 22°С до 65°С (Див патент США N 3987184, Мкл С01В 15/02, опубл 1976 р , "Спосіб одержання водного розчину диметилолдиметилпдантоіну") Проте, водні розчини МДМГ та ДМДМГ підвищують ціну продукту через витрати на розчинник та на транспортування водних розчинів Тому бажано одержати сухий продукт Способом, що найбільш співпадає з розробленим, є спосіб одержання твердих кристалі-зованих метилолпдантоінів шляхом змішування сухих компонентів пдантої ну постачальника формальдегіду, такого як параформальдегід, і каталізатора, а потім проведення реакції при шд-вищених температурах, тобто в розплаві (Див патент США N 4908456, Мкл С070 233Я2, 233/78, опубл 1990 р, "Спосіб одержання метилолірованих пдантоІНІВ") Проте, оскільки реагуючі компоненти змішуються у сухому стані і потім нагріваються до підвищених температур, то потрібне об-ладнання дуже складне і не завжди доступне, що є суттєвим недоліком способу Задачею цього винаходу є удосконалення способу одержання твердих метилолпдантоінів таким чином, щоб виключити технологічні обмеження, пов'язані із змішуванням компонентів у твердій фазі, шляхом використання розчинів компонентів, що приведе до виключення необхідності застосування спеціального обладнання для сухої обробки пои підвищених температурах і створить можливість застосовувати класичні реактори для рідин Поставлена задача вирішується у двох варіантах Перший варіант (спосіб "водне середовище / система розплаву)" спочатку готують водне допускаюче перемішування середовище, потім нагрівають його, одержують суттєво безводний розплав, допускаючий перемішування Водне допускаюче перемішування середовище включає розчинену речовину, вибрану з групи, яка містить диметилодиметилгідантоїн, пдантоіновий реагент, реагент - постачальник формальдегіду та, у деяких варіантах, каталізатор Потім одержують розплавлену систему, додаючи до допускаючого перемішування середовища суміші препаратівреагентів, яка включає той же самий або інший пдантоіновий реагент, суттєво безводний реагент ЗМІНЮЮТЬ ВІД 1 1 ДО 1 2 21 Спосіб згідно з п 12, який відрізняється тим, що молярне відношення середовища, що допускає перемішування, до пдантої нового реагенту змінюють від 1 1 до 1 10 27790 - постачальник формальдегіду, який може бути тим же самим або іншим, ніж реагент постачальник формальдегіду, або комбінацію наведених реагентів та, у деяких випадках, той же самий або інший каталізатор При цьому розплавлена система включає принаймні один пдантоіновий реагент та принаймні один безводний реагент - постачальник формальдегіду або суттєво безводний реагент - постачальник формальдегіду В розплавленій системі реакція виконується з принаймні одним пдантошовим реагентом та принаймні одним безводним реагентом - постачальником формальдегіду, або суттєво безводним реагентом - постачальником формальдегіду При цьому вода реакції видаляється обезвоження водного середовища виконують при зниженому тиску від 10 до 200 мм рт ст, система розплаву має температуру, яка змінюється від 80 до 110°С Одержують безводний розплавлений метилолпдантоїн, який переводять у тверду фазу Цей твердий безводний метилолпдантоїн містить монометилолпдантоїн, диметилолдиметилпдантоїн або їх комбінацію При цьому операції та реакції способу виконують поетапно або напівбезперервно, розподіляючи одержаний розплавлений метилолпдантоїн на частини, одну з яких зберігають як розплав, допускаючий перемішування та повторення етапів одержання розплаву за допомогою додатку до допускаючого перемішування середовища розплава реакційної суміші, про яку йшлося вище, та переведення у тверду фазу зазначеного розплавленого метилолпдантоіну, а другу переводять у тверду фазу Пдантоіновий реагент в зазначеній розплавленій системі є диметилолпдантоіном, а обезвожений формальдегідний реагент або суттєво безводний реагентпостачальник формальдегіду в зазначеній системі є параформальдегід Вони додаються у молярному відношенні від 1 1 до 1 2 Молярне відношення допускаючого перемішування розплаву до зазначеного пдантоїнового реагента в зазначеній розплавленій системі змінюється від приблизно 1 1 до 1 10 Поставлена задача вирішується також іншим варіантом розробленого способу ("спосіб затверділої системи") У цьому варіанті твердий безводний метилолпдантоїн одержують завдяки реакції у водному допускаючому перемішування середовищі При цьому реагуюча суміш включає пдантої новий реагент, суттєво безводний реагент - постачальник формальдегіду або комбінацію зазначених реагентів, та, у деяких випадках, каталізатор Водне допускаюче перемішування середовище містить розчинений реагент з групи диметилолдиметилпдантоїн, той же самий або інший пдантоіновий реагент, реагент- постачальник формальдегіду, який може бути той же самий або інший, ніж зазначений, суттєво безводний реагент - постачальник формальдегіду, або комбінацію зазначених реагентів, та, у деяких випадках, той же самий або інший каталізатор У разі використання останнього, у водному середовищі міститься принаймні один пдантоіновий реагент та принаймні один реагент постачальник формальдегіду Реакція провадиться при нагріванні принаймні до температури плавлення зазначеного безводного метилолпдантоїну, виведенні суттєво усієї води Після ЦЬОГО одержаний метилолпдантоїн переводять у тверду фазу Цей твердий безводний метилолпдантоїн є монометилолдиметилпдантоїн, диметилолдимети л гіда нто і н або їх комбінація Видалення води виконують при зниженому тиску, який змінюється від приблизно 10 до приблизно 200 мм р т с т , а нагрівання проводять до температури, яка змінюється від приблизно 80°С до приблизно 110°С Ди та реакції згідно з розробленим способом виконують поетапно або напівбезперервно При цьому етап переведення у тверду фазу також передбачає розподіл одержаного розплаву безводного метилол пдантої ну на частини, одна з яких призначена для повторення етапів одержання розплавленого метилолпдантоіну, а інша - для переводу його у тверду фазу Згідно з цим варіантом пдантої новий реагент є диметил пдантої ном, а реагент - постачальник формальдегіду або суттєво безводний реагент - постачальник формальдегіду є параформальдегідом, які реагують при молярному відношенні, яке змінюється від приблизно 1 1 до приблизно 1 2, а молярне відношення зазначеного допускаючого перемішування середовища до зазначеного пдантоінового реагенту змінюється від приблизно 1 1 до приблизно 110 Суттєвою ВІДМІНОЮ способу, що розроблено, є використання рідких компонентів для одержання твердих безводних метилолпдантоінів, а саме те, що з самого початку завантажений реактор вміщує водне середовище, яке приготовляється за розробленим способом При цьому ні на одному з технологічних етапів цього процесу реактор не вміщує ЦІЛКОМ твердих проміжних матеріалів, що виключає необхідність застосування спеціального обладнання для сухої обробки, яке є дуже складним та важко доступним, і тому розроблений спосіб дозволяє використовувати класичні реактори для рідких компонентів Спосіб реалізується на таких засадах ДМДМГ є донором формальдегіду - продуктом ДМГ та формальдегіду МЦМГ спочатку утворюється як проміжний продукт По собі МДМГ є поглиначем формальдегіду, який вміщує приблизно 19% за вагою зв'язаного, але присутнього формальдегіду Послідовна реакція МДМГ з формальдегідом дає ДМДМГ, котрий теоретично вміщує 31,9% зв'язаного, але присутнього формальдегіду Спочатку в способах цього винаходу одержується водне допускаюче перемішування середовище Оскільки первинне реакційне середовище є рідиною, то можна застосовувати типові реактори для роботи з рідиною, наприклад, реактори з перемішуванням резервуарного типу фірми "Пфодлерс" і подібні реактори При цьому немає потреби в спеціальних реакторах для одночасного змішування та нагрівання сухих реагентів Водне допускаюче перемішування реакційне середовище може бути розчином, сумішшю, зокрема суспензією, або комбінаціями вищеназваних фазових систем Водне середовище містить метилолпдантоїн, або попередник метилолпдантоїну, які далі називаються "розчинена речовина", у вигляді суспензії, розчину або вміщеного у водне середовище або розчинник Придатними 27790 середовищами-розчинниками є ДМДМГ, пдантоїнові реагенти, включаючи, але не обмежуючись ДМГ та/або МДМГ, реагенти - постачальники формальдегіду, або яка-небудь комбінація вищеозначених реагентів У деяких варіантах можна додати каталізатор, як буде описано далі Придатні розчинені середовища з ДМДМГ вміщують, але не обмежуються, ДМДМГ, такі як 1,3-диметилол-5,5-диметилпдантоін, МДМГ, такі як 1- або 3-метилол-5,5-диметилпдантоін Придатні ДМГ для використання як реагенти пдантоіна, розчинені у водному допускаючому перемішування середовищі, включають, але не обмежуються, пдантоіни, такі як 5,5-диметиллдантож, монометилол-5,5-диметилпдантоін, 5-етил~5-метилпдантоїн або їх комбінацію ПІДХОЖІ розчинені середовища-реагенти з МДМГ містять, але не обмежуються, 1- або 3-метилол-5-етил-5-метилпдантож, або їх комбінацію Підхожий реагент постачальник формальдегіду для використання як розчинене водне середовище, яке допускає перемішування, включає будь-який водорозчинний формальдегід, переважно параформальдегід, формалін та тому подібні реагенти Параформальдегід є полімером формальдегіду з ХІМІЧНОЮ формулою НО(СН2О)п-Н, де п дорівнює приблизно 8 - 1 0 0 Пдантоінові реагенти, придатні для додання у допускаючий перемішування розплав, або реакції в допускаючому перемішування середовищі, містять будь які пдантоінові реагенти, ВІДОМІ у цій галузі техніки, які реагують з суттєво безводним формальдегідом в присутності або при відсутності каталізатора в системі, де практично немає води, зокрема в системі розплаву, яка описана у цьому винаході Можна застосовувати комбінації більш, ніж одного реагента Ці пдантоінові реагенти містять, але не обмежуються, ДМГ, як, наприклад, 5,5-диметилпдантоїн, МДМГ, як, наприклад, 1-монометилол5,5-диметилпдантош, та 5-етил-5-метилпдантоін, або їх суміші Суттєво безводний реагент постачальник формальдегіду типово має КІЛЬКІСТЬ води не більш одного відсотка за вагою Перевагу треба дати суттєво безводному постачальнику формальдегіде - параформальдегіду Типові каталізатори для використання у допускаючому перемішування середовищі або для додавання з пдантошовими та/або формальдегідними реагентами містять (але не обмежуються) лужний метал та солі лужно-земельних металів, такі як карбонат натрію, бікарбонат натрію та пдроксід натрію Пдантоіновий реагент або реагент - постачальник формальдегіду, що внаслідок реакцп дає твердий безводний метилолпдантоїн, може спочатку одержуватися або з водного до-пускаючого перемішування середовища, або з суміші реагентів, коли принаймні один пдантоїновий реагент та принаймні один реагент - постачальник формальдегіду приймають участь у реакції Переважно молярне відношення пдантоінового реагента до безводного реагента - постачальника формальдегіду або суттєво безводного реагента постачальника формальдегіду змінюється в системі розплаву від приблизно 1 1 до приблизно 1 2 Молярне відношення водного допускаючого перемішування середовища або допускаючого перемішування розплаву до пдантоінового реагента залежить від конструкції реактора і може значно змінюватися, коли є досить матеріалу для перемішування у реакторі за допомогою, наприклад, активатора Переважно це молярне відношення лежить у межах від значення приблизно 1 до значення приблизно 0,1 Склад метилолпдантоіна, отриманого згідно з цим винаходом, залежить від метилолпдантоша або пдантоіна, який був введений у допускаюче перемішування середовище та/або від пдантої нового реагента, який було введено у розплавлену систему, а також від молярного відношення реагентів Наприклад, коли ДМГ (переважно 5,5диметилпдантоїн) знаходиться у середовищі, або там міститься пдантоіновий реагент, то у цьому випадку одержуємо твердий безводний МДМГ, переважно 1- або 3-метилолпдантоін, у тому разі, коли молярне відношення ДМГ реагент - постачальник формальдегіду дорівнює приблизно 1 1 Коли це молярне відношення лежить у межах від приблизно 1 1 до приблизно 1 2, то одержуємо суміш МДМГ (як описано вище) та ДМДМГ, переважно 1,3-диметилол-5,5-диметилпдантоін Коли молярне відношення досягає 12, тоді продукт є практично цілком ДМДМГ Якщо метилолпдантоїн у середовищі, або гщантоіновий реагент є МДМГ та, переважно, монометилол-5,5диметилпдантоїн, то продукт є типово ДМДМГ та переважно 1,3-диметилол-5,5-диметилпдантоін Якщо метилолпдантоїн у середовищі або пдантоіновий реагент є етилметилпдантоїн (ЕМГ) та, переважно, 5-етил-5-метилпдантоін, тоді продукт буде монометилолетилметилпдантоїн (MEMQ. переважно 1- або З-метилол-5-етил у тому разі, колі молярне відношення ЕМГ реагент - постачальник формальдегіду дорівнює приблизно 1 1 Якщо молярне відношення лежить у межах від приблизно 1 1 до 1 2, то одержуємо суміш МЕМГ та диметилолетилметилпдантоіну (ДМЕМО Якщо молярне відношення досягає значення 1 2, продукт буде практично цілком ДМЕМ Г Склад суміші метилолпдантоінів або пдантоінів у середовищі та/або пдантошові реагенти та молярне відношення можна змінювати, щоб одержувати конкретні продукти або їх суміші У типовому процесі першого варіанту цього винаходу реактор заповнюється необхідною КІЛЬКІСТЮ водного середовища, допускаючого перемішування, або це водне середовище, готується прямо у реакторі ПОТІМ водне середовище, допускаюче перемішування, обезвожується, коли температура середовища підвищується, так що коли обезвожування закінчується, тобто КІЛЬКІСТЬ ВОДИ буде менш, ніж один відсоток (за вагою), тоді температура середовища буде більше, ніж температура плавлення метилолпдантоіна (нів), або пдантоіна (нів), який міститься у водному допускаючому перемішування середовищі Таким чином створюється допускаючий перемішування розплав Типово ця температура має значення приблизно 80°С, та переважно дорівнює приблизно 90°С, та змінюється приблизно до 110°С, одначе, ця температура буде змінюватися залежно від складу середовища, яке допускає перемішування Обезвожування типово виконується за допомогою зниженого тиску, тобто у вакуумі, або у частковому 27790 вакуумі, коли тиск змінюється від приблизно 10 до приблизно 200 мм рт.ст. Потім допускаюче перемішування середовище використовується як "основа", або середовище, до якого додається гідантоїновий реагент - суттєво безводний постачальник формальдегіду або комбінація вищезазначених компонентів та може додаватися каталізатор. Молярне відношення "основи" до гідантоїнового реагента змінюється типово від приблизно 1 до приблизно 0,1. Кількість будь-якого компонента можна змінювати з метою одержання найбільш ефективної роботи реактора. Реагенти можна додавати разом або послідовно, цілком, або частинами. Реагуючі компоненти спочатку реагують у розплавленому стані, частіше при температурі принаймні приблизно від 80°С до приблизно 110°С. Реакція обезвоженого розчиненого формальдегіду або суттєво безводного формальдегіду, як, наприклад, параформальдегід, з гідантоїном дає воду при деполімерізації параформальдегіду. Будь-яка вода реакції вилучається з розплаву за допомогою засобів, відомих спеціалістам, частіше за допомогою вакуумних засобів. Це дає безводний розплавлений метилолгідантоїн, який потім стверджується типово у кристалічній формі. В альтернативному варіанті цього винаходу вода вилучається з суміші допускаючого перемішування водного середовища та реагентів під час нагрівання до температури плавлення. Способи цього винаходу можуть застосовуватися як поетапні процеси або як напівбезперервні процеси. При напівбезперервних процесах частка розплавленого метилолгідантоїна залишається у реакційній посудині або переміщується до іншої реакціної посудини як "основа" для наступного вживання, тоді як залишок переводиться у твердий стан, як описано вище, з одержанням твердого безводного продукту - метилолгідантоїну. В цьому способі можуть застосовуватися реактори для рідини, засоби для змішування та для стверджування, які звичайно застосовуються у цій галузі. Усі етапи обезвожування, нагрівання, змішування та додаткові етапи здійснюються звичайними способами, які відомі усім спеціалістам цієї галузі. Нижченаведені приклади ілюструють винахід без обмеження. Усі значення частин та відсотків подані за вагою, коли не вказано про інший спосіб. Були застосовані такі аналітичні методи для визначення концентрації компонентів. Вільний формальдегід визначався за допомогою реакції з хлористоводневим гідроксіламіном. Кожний моль формальдегіду звільнює один моль хлористого водню. Останній визначається потенціометричним способом за допомогою титрування лугом. Для визначення складу розчинів (кількість відсотків ДМГ, МДМГ та ДМДМГ) був використай метод газової хроматографії. Загальна кількість формальдегіду вимірялась за допомогою одного з двох методів. Перший - це метод Ханцша (Hantsch), в якому зв'язаний формальдегід звільняється з диметилгідантоїнового кола за допомогою реакції з ацетатом амонію та ацетилацетоном. Зв'язаний та вільний формальдегід реагує з останніми реагентами з утворенням 3,5 диацетил-1-4-дигідролутідіна. Оптичне поглинання похідної лутідіна вимірювалась при 413 нм, і кількість лутідіна вимірювалась за допомогою градуйованої кривої. Другий спосіб вимірювання кількості формальдегіду був зв'язаний з окисленням в лужнім середовищі. Формальдегід окислювався за допомогою перекису водню в розчині, який містив надлишок гідроксіду калію, внаслідок чого утворювався форміат калію. Надлишок гідроксіду калію вимірюється потенціометричним методом за допомогою мінеральної кислоти. Кількість води вимірювалась методом Карла Фішера. Спосіб "водне середовище / розплавлена система" Приклад 1. У круглодонну колбу місткістю 500 мл з чотирма шийками, обладнану магнітною мішалкою, стрижнем для перемішування, термометром, нагріваючим пристроєм, регулятором температури, конденсором та скляною пробкою, було вміщено 243,2 г (3 моля) формаліну (водний розчин 37% формальдегіду). Значення рН формаліну було доведено до 8,1 за допомогою 0,05 г 50% гідроксіду натрію. У колбу було додано 192,2 г (1,5 моля) ДМГ при кімнатній температурі, і суміш перемішувалася, коли температура досягала 40°С. Реакція продовжувалась одну годину, внаслідок чого було отримано водну суспензію метилолгідантоїну, яка містила 34,4% води, 1,3% вільного формальдегіду та 21,5% загального формальдегіду. Друга круглодонна колба місткістю 500 мг з чотирма шийками була обладнана верхньою мішалкою, термометром, дистиляційною голівкою та скляною пробкою. Дистиляційна голівка була обладнана термометром, конденсором, мірним циліндром для збирання дистилята та вакуумною трубкою. Температура підтримувалась на необхідному рівні за допомогою масляної бані та регулятора. Колба була заповнена середовищем, яке можна було перемішувати -183,9 г водної суспензії метилолгідантоїнів; потім колба нагрівалась. Коли температура досягла значення 40°С, було включено вакуумну систему (до 56 мм рт.ст.). Температура повільно підвищувалася до 95°С. Дистиляція води почалась при 60°С. Коли температура досягла значення 95°С, суміш була витримана при тиску 56 мм рт.ст. на протязі ЗО хвилин, що дало розплав, який можна було перемішувати; за допомогою холодної ловушки було зібрано 69,6 г води. Потім колбу було відкрито, і туди додали 0,38 г (0,1% за вагою від запланованого твердого додатка) каталізатора бікарбонату натрію. Послідовно додали 256,3 г (2 моля) ДМГ та 125,4 г (4 моля) 95% параформальдегіду до перемішуємого розплаву; при цьому температура підтримувалась вище 80°С для отримання розплаву. Після того, як додатки були введені, температура розплаву була підвищена до 95°С і утримувалась на цьому рівні одну годину. Знижений тиск (56 мм рт.ст.) утримувався на протязі 45 хвилин з метою одержання безводного розплаву метилолгідантоїну. Потім реакція була припинена, і розплав безводного метилолгідантоїну було вилито на алюмінієву фольгу, де він був охолоджений з утворенням кристалічного твердого 27790 продукту Було проведено аналіз твердого продукту Результати наведено у табл 1 Таблиця 1 Загальний формальдегід Вільний формальдегід Вода ДМГ МДМГ ДМДМГ Поліметилолпдантоїн 30,8% < 0,01% 0,58 0,3 2,6 96,8 0,3 Приклад 2 Колба з чотирма шийками, МІСТКІСТЮ 500 мл була обладнана верхньою мішалкою, термометром, дистиляційною голівкою та скляною пробкою Дистиляційна голівка була обладнана термометром, конденсором, градуйованим циліндром для збирання дистиляту і була з'єднана з вакуумною системою Колба була наповнена водним середовищем, допускаючим перемішування, яке містило 111,3 г номінального 55% водного розчину ДМДМГ/МДМГ та 0,35 г каталізатора - бікарбонату натрію Це середовище було перемішано Потім помалу додавалась перемішана суміш з 268,7г (2,1 моля) ДМГ та 125,8 г (3,98 моля) 95% параформальдегіду на протязі 15 хвилин в процесі нагрівання, так що при КІНЦІ додавання суміші температура досягла значення 39°С Після цього колба була з'єднана з вакуумною системою (тиск 62 мм р т с т ) і у цьому стані трималася, поки температура зростала до 101 °С на протязі 1,5 години Було одержано 50 г води Цей продукт був переведений у твердий стан, у якому мав вигляд білого кристалічного твердого тіла Аналіз показав, що продукт містив 30,8% загального формальдегіду, 0,02% вільного формальдегіду та 0,48% води Спосіб затверділої системи Приклад З Колба з чотирма шийками на 500 мл була обладнана верхньою мішалкою, термометром, дистиляційною голівкою та скляною пробкою Дистиляційна голівка була обладнана термометром, конденсором, градуйованим циліндром для збирання дистиляту і була з'єднана з вакуумною системою У колбі було вміщено 53,0 г води, а потім було додано 176,0 г ДМГ для одержання допускаючого перемішування середовища - густої суспензії, яку можна було перемішувати Потім додавали ще 24,9 г води і температуру підвищували до 41 °С На цьому етапі додавали ще 80,5 г (усього 2 моля) ДМГ Суміш нагрівалась до 53°С і трималась у такому стані на протязі 45 хвилин Після ЦЬОГО на протязі 15 хвилин додавалось 126,4 г (4 моля) 95% параформальдегіду Як і раніше, провадилось нагрівання Коли температура досягла 720°С, у системі створювався вакуум (48 мм рт ст) для того, щоб вивести воду На протязі наступних двох годин температура трималась на рівні 98°С, тиск поступово зростав до 56 мм ртст Одержаний продукт переводився у тверду фазу Аналіз показав, що продукт мав 30% загального формальдегіду,

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Farina Thomas E.

Автори російською

Фарина Томас Э.

МПК / Мітки

МПК: B01J 27/20, C07B 61/00, C07D 233/72, C07D 233/74, C07D 233/78

Мітки: спосіб, метилолгідантоїнів, одержання

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-27790-sposib-oderzhannya-metilolgidantoniv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб одержання метилолгідантоїнів</a>

Подібні патенти