ЦИКЛОАЛКИЛИРОВАНИЕ ПАРА-ХЛОРФЕНОЛА С 1-МЕТИЛЦИКЛОАЛКЕНАМИ В ПРИСУТСТВИИ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩЕГО КАТАЛИЗАТОРА
Аннотация
Приведены результаты реакций алкилирования пара-хлорфенола с 1-метилциклопентеном и 1-метилциклогексеном в присутствии цеолитсодержащего катализатора Цеокар-2 (ТУ38-101483-77). Взаимодействие пара-хлорфенола (ПХФ) с 1-метилциклоалкенами осуществляли на лабораторной установке периодического действия. Продукты реакции отделяли от катализатора фильтированием в горячем виде (40-50 °С) и подвергали ректификации. Сначала при атмосферном давлении отгоняли не вошедший в реакцию метилциклен, а затем под вакуумом (10 мм рт. ст.) выделяли непрореагировавший пара-хлорфенол и целевой продукт реакции. С целью нахождения оптимальных условий, обеспечивающих максимальный выход 2-циклоалкил-4-хлорфенолов, изучали влияние температуры, продолжительности реакции, мольного соотношения ПХФ к 1-метилциклоалкену и количества катализатора на выход и селективность. Температуру реакции варьировали от 80 до 140 °С, продолжительность опытов от 2 до 8 ч, мольное соотношение ПХФ к 1-метилциклоалкену от 2:1 до 1:2 моль/моль, количество катализатора от 5 до 15% масс. В результате для реакции алкилирования пара-хлорфенола с 1-метилциклоалкенами в присутствии цеолитсодержащего катализатора Цеокар-2 найдены оптимальные условия: температура реакции 110-120 °С, продолжительность – 4-6 ч, мольное соотношения ПХФ к 1-метилциклоалкену 1:1, количество катализатора 12-15% (на взятый ПХФ). При этих условиях выход 2-циклоалкил-4-хлорфенолов составляет 68,2-73,6% от теории на взятый ПХФ, а селективность 89,3-91,8% по целевому продукту. После отделения перегонкой от алкилата целевых продуктов были определены их физико-химические свойства, элементный состав, а также структурное строение методами 1Н ЯМР и ИК спектроскопии.
Для цитирования:
Шахмурадов С.Т., Расулов Ч.К., Мамедов А.М. Циклоалкилирование пара-хлорфенола с 1-метилциклоалкенами в присутствии цеолитсодержащего катализатора. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 1. С. 110-118. DOI: 10.6060/ivkkt.20246701.6787.
Литература
Baklan N.S., Kotov S.V., Smirnov B.Yu. Phenol alkyla-tion with alpha-olefins in the presence of cationits. Vestn. PNIPU. Khim. Tekhno.i Biotekhnol 2021. N 2. P. 107-115 (in Russian). DOI: 10.15593/2224-9400/2021.2.09.
Sagdeev K.A., Khazipov M.R., Galimova A.T., Sagdeev A.A., Gumerov F.M., Yarullin R.S. Sulfocationits in the processes of obtaining linear alkylphenols. Kataliz Khim. Neftekhim. Promsti. 2015. N 6. P. 39-46 (in Russian). DOI: 10.18412/1816-0387-2015-6-39-4.
Krymkin N.Yu., Shakun V.A., Nesterova T.N., Naumkin P.V., Shuraev M.V. Theory and practice of alkyl phenol synthesis. tertoctylphenols. Ind. Eng. Chem. Res. 2016. V 55. N 37. P. 9829–9839. DOI: 10.1021/acs.iecr.6b02067.
Kotov S.V., Tyshchenko V.A., Zerzeva I.M., Tarasov A.V., Timofeeva G.V., Kotova N.S. Influence of alkylation parameters, raw material composition and type of catalyst on the ratio of obtained ortho- and para-alkylphenols. Neftekhimiya. 2017. V. 57. N 2. P. 199-203 (in Russian). DOI: 10.7868/S0028242117020095.
Muradov M.M., Murshudlu N.A., Agayev A.A. Obtain-ing dimethylphenols by alkylation of cresols with methanol. Bashkir. Khim. Zhurn. 2018. V. 25. N 2. P. 31-34 (in Russian). DOI: 10.17122/bcj-2018-2-31-34.
Frolov A.S., Kurganova E.A., Koshel G.N., Plakhtinsky V.V., Kabanova V.S. Hydroperoxide method for the production of alkylphenols. Vestn. Tekhnol. Univ. 2022. V. 25. N 7. P. 79 - 87 (in Russian). DOI: 10.55421/1998-7072_2022_ 25_7_79.
Shahmuradov S.T. The synthesis of 2-morpholylmethyl-chlorine-6(methylcycloalkyl)phenols. Proc. Petrochem. Oil Refining. 2019. V. 20. N 4. P. 486-491. https://www.ppor.az /jpdf/17-Shahmuradov-4-2019.pdf
Cong-Yu Ke, Lu G.M., Wei Y.L., Zhang X.X., Sun Wu.Ju., Tang X., Zhang Q.Zh., Zhang X.Li. Kinetic reg-ularities of the xylenol alkylation reaction for the isolation of near-boiling isomers obtained from coal tar. Neftekhimiya. 2020. V. 60. N 6. P. 834-843. DOI: 10.31857/S0028242120060039.
Nekhayev A.I., Maksimov A.L. Obtaining aromatic hydro-carbons from biomass (review). Neftrkhimiya. 2021. V. 61. N 1. P. 21-42 (in Russian). DOI: 10.31857/S0028242121010020.
Shchadneva N.A., Mayakova Yu.Yu., Khusnutdinov R.I. Synthesis of arylmethyl ethers by interaction of phenol and its derivatives with dimethyl carbonate in the presence of zeolite fehymmm. Vestn. Bashkir. Univ. 2021. V. 26. N 3. P. 688-694 (in Russian). DOI: 10.33184/bulletin-bsu-2021.3.27.
Chukicheva I.Y., Krylova M.V., Buravlev E.V., Kutchin A.V., Suponitskii K.Y. Аlkylation of 2,4-dimethylphenol with (+)-α- and (-)-β-pinenes in the presence of aluminum xylenolate. Zhurn. Org. Khim. 2014. V. 50. N 4. P. 589-595 (in Russian). DOI: 10.1134/S1070428014040241.
Haydarli G.Z., Jafarov R.P., Rasulov Ch.K., Manafova A.R. Optimization of the acylation of para-(1-methylcyclohexyl)phenol with acetic acid in the presence of a nano-catalytic system. Mir Nefteproduktov. 2022. N 5. P. 32-36 (in Russian). DOI: 10.32758/2782-3040-2022-0-5-32-36.
Khamiyev M.J., Azizov A.H., Khanmetov A.A., Aliyeva R.V. Oligomerization of ethylene in the presence of hetero-genized complex catalytic systems based on ionic liquidtype substituted zirconium phenolates. Appl. Organometallic Chem. 2016. V. 31. N 4. P. 22-27. DOI: 10.1002/aoc.3692.
Khamiyev M.J. Zr-Based heterogenized catalytic systems for oligomerization of ethylene to olefins and oil fractions. Azerbaijan Chem. J. 2019. N 4. P. 17-24. DOI: 10.32737/ 0005-2531-2019-4-105-114.
Maglinao R.L., Resurrection E.P., Kumar S., Maglinao A.L., Capareda S., Moser B.R. Hydrodeoxygenation-alkylation pathway for the synthesis of a sustainable lubricant improver from plant oils and lignin-derived phenols. Indust. Eng. Chem. Res. 2019. V. 58. N 10. P. 4317-4330. DOI: 10.1021/acs.iecr.8b05188.
Zhiwei Y., Jinzhu Zh., Jing W., Riana G., Sihan L., Shengping Zh. Synthesis of o-chlorophenols via an unex-pectednucleophilic chlorination of quinone monoketalsmediated by N,N’-dimethylhydrazinedihydrochloride. Org. Biomol. Chem. 2014. 12. P. 2854 2858. DOI: 10.1039/c4ob00391h.
Shahmuradov S.T. Some features of cycloalkylation reaction of p-chlorophenol with 1-methylcycloalkenes. Chem. Problems. 2019. V. 17. N 4. P. 607-612. DOI: 10.32737/ 2221-8688-2019-4-607-612.
Muradov M.M., Murshudlu N.A., Guseynova I.G., Agayev A.A. Catalytic conversion of 2,5-dimethylphenol. Bashkir. Khim. Zhurn. 2018. V. 25. N 3. P. 1-3. (in Russian) DOI: 10.17122/bcj-2018-3-30-32.
Ziyatdinova G.K., Budnikov G.K. Natural phenolic antiox-idants in bioanalytical chemistry: state of the problem and development prospects. Usp. Khim. 2015. V. 84. N 2. P. 194-224 (in Russian). DOI: 10.1070/RCR4436.
Zhao Z.C., Shi H., Wan C., Hu M.Y., Liu Y., Mei D., Camaioni D.M., Hu J.Z., Lercher J.A. Mechanism of phenol alkylation in Zeolite H-BEA using in situ solid-state NMR spectroscopy. J. Am. Chem. Soc. 2017. V. 139. N 27. P. 9178-9185. DOI: 10.1021/jacs.7b02153.
Maglinao R.L., Resurrection E.P., Kumar S., Maglinao A.L., Capareda S., Moser B.R. Hydrodeoxygenation-alkylation pathway for the synthesis of a sustainable lubricant improver from plant oils and lignin-derived phenols. Indust. Eng. Chem. Res. 2019. V. 58. N 10. P. 4317-4330. DOI: 10.1021/acs.iecr.8b05188.
Svetlana V.L., Tatiana A.L., Svetlana V.S. Features of phenol alkylation with higher alpha-olefins on macroporous sulfocationites. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63 N 8. P. 60-65 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206308.6180.
Korobitsyna L.L., Velichkina L.M., Budaev Zh.B., Sholidodov M.R. Investigation of the influence of the meth-od for obtaining zeolite of the structural type mfi on its catalytic activity in the processing of hydrocarbon raw materials. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 11. P. 50-57 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236611.4t.
