Ароматические углеводороды: Выделение, применение, рынок

МЕЗИТИЛЕН

Основные направления использования мезитилена представ­лены на схеме (рис. 15).

При окислении мезитилена воздухом в уксусной кислоте при 200°С и давлении 2.7 МПа в присутствии катализаторов - ацета­та Со и КВг, а также инициаторов (метилэтилкетона, бензальде - гида, бензофенона или паральдегида) образуется тримезиновая кислота с выходом 83 % [43].

Фирма «Amoco Corp.» запатентовала способ получения очи­щенной тримезиновой кислоты жидкофазным окислением мези­тилена воздухом в среде уксусной кислоты, содержащей 1-20 % (мае.) воды, при соотношении растворитель: мезитилен = (5-15): 1. Температура процесса 120-240°С, давление до 3.5 МПа, в каче­стве катализаторов используются растворимые в реакционной смеси соединения Со, Мп и Вг. Кристаллы полученной тримези­новой кислоты промывают уксусной кислотой и водой. При мас­совом соотношении растворитель : мезитилен в процессе окисле­ния, равном 5.07 : 1, выход очищенной тримезиновой кислоты составляет 86.5 %; при уменьшении соотношения до 3.56 : 1 снижаются как качество, так и выход продукта (до 63.6 %) [312].

Тримезиновая кислота используется в производстве антра - хиноновых кубовых красителей, термостойких полимеров, гер­бицидов, фунгицидов, пластификаторов, сшивающих агентов.

Нитрованием мезитилена смесью HN03 и H2S04 производит­ся нитромезитилен с выходом 92 % . Недостаток этого промыш­ленного процесса - образование около 2.5 т сильнокислотных стоков на 1 т нитромезитилена [313]. В Новосибирском институте

Соон

Органической химии СО РАН разработан малоотходный способ нитрования мезитилена дымящей HN03 в присутствии твердого кислотного катализатора - активированного асканита-бентонита при комнатной температуре в среде гексана или тетрахлормета - на. Мольное соотношение HN03 : мезитилен = 1.95 : 1, массовое соотношение катализатор : мезитилен = 3.1 : 1, выход нитроме - зитилена 90.5 % [314]. Выход динитромезитилена при этом спо­собе снижается с 8 до 3-5 %, не образуются сильнокислые сточ­ные воды. На одной загрузке катализатора можно проводить до 15-17 операций нитрования.

Восстановлением нитромезитилена по реакции Вешана по­лучают мезидин, применяющийся в производстве кислотных антрахиноновых красителей. Недостаток процесса - образование большого количества отходов: на 1 т мезидина 1 т твердых отхо­дов и 69.4 т жидких отходов, в том числе 30.7 т трудноутилизи - руемого шлама. Разработан способ восстановления нитромези­тилена в мезитилене как растворителе в присутствии 4 % Pd/C при 90 °С и давлении водорода 1 МПа. При этом не образуется трудноутилизируемый жидкий шлам в связи с отсутствием ста­дии отгонки мезидина из реакционной массы острым паром, ко­личество сточных вод снижается на порядок - до 3.5 т на 1 т ме­зидина [313].

Взаимодействием мезитилена с 3,5-ди-трет-бутил-4-гидрок - сибензилацетатом получают 2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил-4- гидроксибензил)мезитилен, известный как агидол-40, в качестве нетоксичного, термостойкого, низколетучего фенольного стаби­лизатора полимерных материалов, в том числе синтетических каучуков общего назначения и резин на их основе. Предложено синтез агидола-40 проводить при 25-70 °С в присутствии уксус­ной кислоты и катализатора НС104 в количестве 0.05-0.1 моль на 1 моль мезитилена [315]. Выход агидола-40 достигает 80 %, производство его организовано на Рошальском химическом ком­бинате [316]. За рубежом производство этого же продукта осуще­ствляется фирмами «Ethyl Corporations» и «Ciba - Geigy» под торговыми марками Ethanox 330 Antioxidant и Ionox 330. По­требители предъявляют высокие требования к чистоте антиок­сиданта - не менее 99.8 % (мае.). Состав примесей к нему пред­ставлен в работе [317].

Алкилированием мезитилена метанолом в присутствии алю­мосиликатов при 300 °С получается фракция аренов С10, содер­жащая 85-95 % (мае.) изодурола [318].

Конверсия мезитилена на цеолите Я при 220-500 °С и атмо­сферном давлении протекает с изомеризацией преимуществен­но в псевдокумол и с диспропорционированием - образованием тетраметилбензолов с селективностью, изменяющейся в ряду:

1,2,3,5- > 1,2,4,5- > 1,2,3,4-тетраметилбензол. При высоком со­отношении 8Ю2/А1203 преобладают реакции изомеризации, а при низком - реакции перераспределения [319].

При окислительном аммонолизе мезитилена на ванадий-ти- таноксидном катализаторе образуются 3,5-диметилбензонитрил, 5-метилизофталодинитрил и конечный продукт - тринитрил тримезиновой кислоты [320]:

Нитрилы ароматических поликарбоновых кислот, в частно­сти тримезиновой кислоты, используются для синтеза и моди­фикации полимерных соединений, красителей и физиологиче­ски активных соединений.

Нитрованием 2-броммезитилена 90 % - й НЖ)3 в среде олеума с содержанием 803 10-30 % (мае.) при 10-20°С получен 2-бром-

4,6- динитромезитилен с выходом 87 % и степенью чистоты

98.4 % [321]. Восстановлением полученного продукта может быть получен диамин и на его основе - полиамиды, полиимиды и уретаны.

При хлорировании мезитилена в присутствии бензоилперок - сида в условиях ультрафиолетового облучения образуется смесь продуктов, обогащенная 1,3,5-трис(трихлорметил)бензолом. Аре­ны с трихлорметильными группами используются в качестве противоизносных присадок к смазочным маслам [322].