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
Рис. 15. Основные направления использования мезитилена 272 |
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].