Алкилирование фенола олефинами как метод синтеза стабилизаторов для полимеров. Монография

В литературе накоплен большой экспериментальный материал об АОА фенолов различного строения в полимерах и полимерных материалах [88, 89, 90, 91, 92, 93].].

Таблица 18

Реакционная способность взаимодействия орто-замещенных фенолов с пероксидными радикалами (k7 отн. ед.) от прочности атакуемой ОН связи [94]

Показано [95], что АОА фенолов с низкой молекулярной массой уменьшается, если существуют благоприятные условия для их испарения, например при высоких температурах. Этим объясняется более высокая АОА фенолов с большой молекулярной массой, в том числе бисфенолов.

71

Данные, приведенные в работе по исследованию значений индукционного периода до начала окисления полимера (τинд) для бисфенолов (II, III) при окислении полимеров позволяют сделать выводы [85] о том, что АОА бисфенолов II и III с одинаковыми заместителями приблизительно равны. Максимальная АОА наблюдается у бисфенолов с одной или двумя трет-алкильными группами, дальнейшее экранирование приводит к снижению АОА, особенно в случае фенола III, которые очень чувствительны к экранированию n-положений. Подобные закономерности наблюдаются и для монофенолов. Замена атомов водорода в метиленовом мостике метильными и фенильной группами снижает АОА, если все о- и n-положения заняты алкильными группами [96].

Наиболее длительное и эффективное торможение цепного процесса окисления способны обеспечивать ФАО с умеренно объемными алкильными заместителями, находящимися в орто- орто- и орто-пара-положениях. К ним в свою очередь относятся метилбензилированные фенолы.

72

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

АО – антиоксидант; АОА – антиокислительная активность; ВБ – винилбензол;

МБФ – метилбензилированный фенол; СФК – сульфокатионит; Три(МБ)Ф – три(метилбензил)фенол; n-ТСК – пара-толуолсульфокислота; ФАО – фенольный антиоксидант;

N-ФАО – азотсодержащий фенольный антиоксидант.

73

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гурвич А.Я., Кумок С.Т. Промежуточные продукты, органические красители и химикаты для полимерных материалов: Учеб. пособие.-3 изд. перераб. и доп.-М.:Выс.шк.,1989.-304с.

2. Горбунов, Б.Н. Химия и технология стабилизаторов полимерных материалов/ Б.Н. Горбунов, Я.А. Гурвич, И.П. Маслова.- М.: Химия, 1981.-368с.

3. Харлампович, Г.Д. Фенолы / Г.Д. Харлампович, Ю.В. Чуркин, М.: Химия.-1974. С.23-24.

4. Реутов, О.А. Теоретические основы органической химии / О.А. Реутов, М.: МГУ, 1964697с.

5. Гордаш Ю.Т. Алкилсалицилатные присадки к нефтепродуктам. М.: ЦНИИТЭНефтехим., 1993.- 153.с.

6. Шуйкин, Н.И. Каталитический синтез алкилфенолов/ Н.И. Шуйкин, Е.А. Викторова // Успехи химии.-1960.-Т.29.- С.1229-1259

7. Курашев, М.В. Масс-спектральное исследование продуктов алкилирования фенола винилбензолом и бензиловым спиртом / М.В. Курашев, А.И. Микая, А.В. Иванов// Нефтехимия.-1990.-№4.-С.563- 569.

8. Сталл, Д. Химическая термодинамика органических соединений /Сталл Д., Вестрам Э., Зинке Г. -М.: Мир, 1971.-808с.

9. Anderson R. G., Sharman S. H. The thermal alkylation of phenol with olefins.- J. Amer. Oil Chem. Soc. 1971.- 48.- № 3.- P.107-112

10. Алкилирование фенола линейными альфа-олефинами/ А.А. Бахти-заде, Р.Е. Спивак, Р.Г. Мамедов, Н.А. Куликова.- В кН.: Получение высших олефинов и синтезы на их основе. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1980, с.-109-121.

11. Химическая технология органических веществ: учебное пособие / Т.П. Дьячкова, В.С. Орехов, К.В. Брянкин, М.Ю. Субочева.

– Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2008. – Ч. 2. – 100 с.

12. Ершов В.В., Никифоров Г.А., Володькин А.А. Пространственно-затрудненные фенолы. – М.: Химия , 1972. – 352с.

74

13. Alkylation of Phenol: A Mechanistic View Qisheng Ma, Deb Chakraborty, Francesco Faglioni, Rick P. Muller, and William. A. Goddard, IIIJ. Phys. Chem. A. 2006.- V. 110.- р. 2246-2252.

14. Закошанский, В.М. Механизм образования димеров α- метилстирола и орто-паракумилфенолов / В.М. Закошанский // Катализ в промышленности. 2005.- № 1.- С. 3-11.

15. Голубченко, И.Т. Селективное орто-алкилирование фенола олефинами / И.Т. Голубченко.- Киев: Наукова думка.- 1983.- 104 с.

16. Королев, Г.В.Термическая полимеризация стирола – новые данные о конверсионной зависимости скорости инициирования / Королев Г.В., Березин М.П., Грачев В.П., Зюзин И.Н. // Высокомолекулярные соединения. 2007. - Т. 49.- № 3.- С. 421-427.

17. Кораблева, О.Н. Изучение реакции алкилирования фенола тримерами пропилена на катализаторе амберлист 36DRY / О.Н. Кораблева, Б.Н. Бычков, Е.И. Филимонова, О.С. Павлов, Л.М. Соболева, В.В. Соловьев // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. 2010.-Т. 53.- № 11. - С. 19-20.

18. Белов, П.С. Современные способы кислотно-каталитического алкилирования фенолов олефинами / П.С. Белов, К.Д. Коренев, А.Ю. Евстигнеев // Химия и технология топлив и масел.-1981, №4.- С.58-61.

19. Осборн Г. Синтетические катионообменные смолы.- М.: ИЛ.- 1962.-246с.

20. Хабибуллаева, Э. Фторированная окись алюминия и

С.368-371.

21. Коренев, Д.К. К поиску катализатора для алкилирования фенолов олефинами./ Д.К. Коренев, В.А. Заворотный, В.И. Каларев, Т.А. Лагутина //Химия и технология топлив и масел.-2003. - №2. - С.61-63.

22. Аверьянов, В.А. Влияние компонентов каталитической системы PD(PPH3)2Cl2PPH3–толуолсульфокислота на скорость гидрокарбалкоксилирования циклогексена м-крезолом/ В.А. Аверьянов, Н.М. Носова, Е.В. Асташина, Н.Т. Севостьянова //Нефтехимия.- 2007.-Т. 47.-№ 3. -С. 186-195.

75

23. Цветков, О.Н. Алкилирование фенола ά-олефинами/ О.Н. Цветков, К.Д. Коренев, Н.М Караваев///Химическая промышленность.-1966.-№4.-С.243-254.

24. Fiege, H. Ulmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry/ Eds. B. Elvers, S. Hawkins, G. Shultz.// VCH Verlag, 1991.- V. A19.- P.313

25. Bolognini, M. Heterogenous basic catalysts as alternatives to homogenous catalysts: reactivity of Mg/Al mixed oxides in the alkylation of m-cresol with methanol / M. Bolognini, F. Cavani, D. Scagliarini, et al. // Catal Today.- 2002.- V. 75.- P.103-111.

26. Чукичева, И.Ю. Алкилирование n-крезола камфеном под действием алюминийсодержащих катализаторов / Чукичева И.Ю., Федорова И.В., Шумова О.А., Кучин А.В. // Химия растительного сырья. 2010.- № 4.- С. 63-66.

27. Столярчук, И.Л. Алкилирование толуола метанолом в боковую цепь на CS-содержащих цеолитных и углеродных катализаторах / И.Л. Столярчук, Долгих Л.Ю., Стрижак П.Е., Швец А.В., Бурушкина Т.Н., Ильин В.Г. // Катализ в промышленности.- 2007.- № 5. - С. 3-10.

28. Bardin, B.B. A comparison of cesiumcontaining heteropolyacid an d sulfated zirconia catalysts for isomerization of light alkanes/ Bardin B.B., Davis R.J. // Topic in Catalysis. March 1988.- V.6.- № 1-4. P.77-86.

29. Белков, С.Н. Алкилирование фенола и метанола / С.Н.Белков, А.Л.Тарасов, Л.М.Кустов// Катализ в промышленности.-2004.-№2.- С.112-165.

30. Боруцкий, П.Н. Алкилирование бензола высшими олефинами на гетерогенных катализаторах/ П.Н. Боруцкий, Е.Г. Козлов, Н.М. Подклетнова // Нефтехимия.-2007. Т 47.-№4.- С. 276-288.

31. Рамишвили, Ц.М. Алкилирование фенола диметилкарбонатом и метанолом на модифицированных цеолитах и мезопористых материалах / Ц.М. Рамишвили, Е.Е. Князева, В.В. Ющенко // Нефтехимия.-2005. Т 45.- №3.- С. 219-224

32. Расулов, Ч.К. Взаимодействие фенола с 1-метилциклоалкенами в присутствии фосфорсодержащего цеолита У/ Ч.К. Расулов, А.Г. Азизов, Л.Б. Зейналова // Нефтехимия.- 2007.- Т.47. -№6.- С. 442-444.

76

33. Аллахвердиева, Д.Т. Кинетика алкилирования бензола пропиленом на цеолитах типа Y / Аллахвердиева Д.Т., Романовский Б.В., Топчиева К.В. // Нефтехимия.-1969.-Т.9. -№3.-С. 373-378.

34. Миначев, Х.М. Приготовление, активация и регенерация цеолитных катализаторов / Х.М. Миначев, Я.И. Исаков.- ЦНИИТЭЭнефтехим. М., 1971.- 85с.

35. Харлампиди, Х.Э. Синтез и применение продуктов на основе высших олефинов./ Х.Э. Харлампиди, Э.В. Чиркунов, Т.К. Плаксунов // Продукты нефтехимического синтеза.- 2009. -Т.LIII.- №2.- С.142149.

36. Тополюк, Ю.А. Становление и развитие катализа сульфокатионитами в отечественном производстве высших алкилфенолов. Автореф. дисс ... к.т.н. 02.00.12-нефтехимия; 07.00.10история науки и техники..Уфа,-2001. 18с.

37. Перченко, В.Н. Алкилирование фенола линейными ά- олефинами/ В.Н. Перченко, Л.Е. Ледина// Нефтехимия.-1985.-№1.- Т.25.- С.58-63.

38. Olah, G. Fridel-Krafts and Related Reaktions / G. Olah // Vol. 1. Interschience Publ., New York, London, Sydney, 1964.-p. 100.-Vol. 3.-p. 57.

39. Завгородний, С.В. Фтористый бор в органической химии/ С.В. Завгородний, Я.М. Паушкин.- М.: Изд. АН СССР, 1956.-271с.

40. Пат. 2394754 США, МПК C07C37/14; C07C39/15. Substituted phenols / D Alelio Gaeteno; заявитель и патентообладатель General Electric Company.- № 19380242022; заявл. 23.11.1938; опубл. 12.02.1946, -4с.

41. Бройтман, А.Я. О зависимости между строением, стабилизирующим действием и токсичностью продуктов конденсации стирола с фенолом / А.Я. Бройтман, Н.А. Лазарева, Г.С. Обольянинова, Н.П. Попова // Пластические массы.-1963.-№4.-С.19.

42. Топчиев, А.В. Реакция алкилирования органических соединений олефинами/ А.В. Топчиев, С.В. Завгородний, В.Г. Крючкова. - М.: Изд. АН СССР, 1962.-163.с.

43. Паушкин, Я.М. Нефтехимический синтез в промышленности / Я.М. Паушкин.- Ин-т хим. физики. - М.: Наука, 1966. - 400 с

77

44. Мамедова, П.Ш.. Оптимизация процесса орто-алкилирования фенола стиролом / Мамедова П.Ш., Фырзалиев В.М., Велиева Ф.М. // Нефтехимия. 2007. -Т.47.- Вып. №1. - С.58-63.

45. А.с. 330151 СССР, МКИ С 07 С39/06 С07 С37/14. Способ получения α-арилалкилфенолов/ Я.А.Гурвич, А.А.Гринберг, С.Т. Кумок, А.Г. Лиакумович (СССР); заявитель и патентообладатель НИИ резиновых и латексных изделий- № 1483522/23-5; заявл.12.10.70; опубл 24.02.72. Бюл. № 8.

46. А.с. 411070 СССР, МКИ С 07 С39/06 Способ получения арилалкилфенолов/ Л.Н. Хабибулина, А.Р. Хузиев, Л.Д. Яковцева, Г.А. Толстиков, А.Г. Лиакумович; заявитель и патентообладатель Институт химии Башкирского филиала АН СССР - № 1688879/23-4; заявл. 27.07.71;опубл. 15.01.74, Бюл. № 2.

47. Горбунов, Б.Н. Химия и технология стабилизаторов полимерных материалов/ Горбунов Б.Н., Гурвич Я.А., Маслова И.П.- М.: Химия, 1981.-186с.

48. Патент 4906791 США, МКИ4 С07 С39/14 С07 С39/11. Способ получения n-кумилфенола / М. Иманари, И. Хирочи, С. Такахиро; заявитель и патентообладатель MITSUBISHI PETROCHEMICAL.- № 19880816; опубл. 06.03.90.

49. Патент 2217409 Российская Федерация, МПК6 C07C39/14 C07C37/48 B01J21/06. Способ и катализатор получения паракумилфенола / Дыкман А.С., Красий Б.В., Шавандин Ю.А., Пинсон В.В, Явшиц Г.П., Зиненков А.В., Фулмер Джон В.; заявитель и патентообладатель ООО «Петрофенол».- № 2002103668/04; заявл. 08.02.02; опубл. 27.11.03.

50. Аршинова, Н.А. Кинетика каталитического алкилирования фенола н-деценом-1 / Аршинова, Н.А. К.Д. Коренев, П.С.Белов //Нефтехимия.-1990.-№4.-С.534-538.

51. Шалыминова Д.П. Синтез метилбензилированных фенолов в присутствии сульфокатионитов и их антиоксидантная эффективность. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Казань – 2011. 24с.

52. Самуилов, Я.Д. Реакционная способность химических соединений. Учебн. Пособие / Я.Д. Самуилов, Е.Н. ЧерезоваКазань, КГТУ, 2010. - 419 с.

78

53. ГОСТ 14871-76. Метод определения цветности жидких химических реактивов и растворов реактивов по йодной цветовой шкале.

54. Титова, К.В. Устойчивость при длительном хранении препаратов KF-H2O2, стабилизированных карбоновыми кислотами / К.В. Титова, В.П. Никольская, В.В. Буянов, О.Б. Пудова, Г.П. Каржавина// Журнал прикладной химии.- 2005.- Т. 78.- № 2.-

С. 287-291

55. А.с. 819078 RU МКИ3 С07 С7/20 С07 С15/46. Способ ингибирования термополимеризации стирола/ Вернов П.А., Борейко Н.П., Гизатуллина Л.Я., Зуев В.П., Иванов Б.Е., Курбатов В.А., Кирпичников П.А., Лиакумович А.Г., Левин Я.А (РФ); заявл. 07.07.1978, опубл. 07.04.1981, Бюл.№ 13.

56. Патент 2149153 Российская Федерация МПК7 С07С7/20. Ингибирующая композиция термополимеризации стирола/ Гоготов А.Ф., Заказов А.Н., Амосов В.В.; заявитель и патентообладатель ОАО «Ангарский завод полимеров» -№ 98119342/04; заявл. 26.10.1998; опубл. 20.05.2000.

57. Патент 2075468 Российская Федерация МКИ6 С07С7/20. Способ ингибирования полимеризации стирола/ Курбатов В.А., Борейко Н.П., Зуев В.П., Лиакумович А.Г.; заявитель и патентообладатель Курбатов В.А.- № 93037814/04;заявл. 23.07.1993; опубл. 20.03.1997.

58. Патент 2391327 Российская Федерация МПК С07/ С7/20 С07В 63/04 С07С 15/46. Состав ингибитора полимеризации стирола/ Шалыминова Д.П., Черезова Е.Н., Лиакумович А.Г, Рахматуллина А.П., Закирова З.З.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Казанский государственный технологический университет- № 2008125898/04, заявл. 27.12.2009; опубл. 10.06.2010. Бюл. № 16.

59. Патент 2375340 Российская Федерация МПК С07/ С7/20 С07В 63/04 С07С 15/46. Способ ингибирования полимеризации стирола/ Шалыминова Д.П., Черезова Е.Н., Лиакумович А.Г, Рахматуллина А.П., Закирова З.З.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО

79

60. Патент 2391327 Российская Федерация МПК С07/ С7/20 С07В 63/04 С07С 15/46. Состав ингибитора полимеризации стирола [Текст] / Шалыминова Д.П., Черезова Е.Н., Лиакумович А.Г, Рахматуллина А.П., Закирова З.З.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Казанский государственный технологический университет- № 2008125898/04, заявл. 27.12.2009; опубл. 10.06.2010. Бюл.№ 16.

61. Патент 2375340 Российская Федерация МПК С07/ С7/20 С07В 63/04 С07С 15/46. Способ ингибирования полимеризации стирола/ Шалыминова Д.П., Черезова Е.Н., Лиакумович А.Г, Рахматуллина А.П., Закирова З.З.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО

62. Эммануэль, Н.М. Некоторые проблемы химической физики старения и стабилизации полимеров/ Н.М. Эммануэль// Успехи химии.-1979.-Т.48.-№12.- С.2113-2158.

63. Денисов, Е.Т. Радикальные реакции в твердой фазе и механизм окисления ка рбоцепных полимеров/ Е.Т. Денисов.//Успехи химии. 1978.-Т.47.-№6.-С.1090-1118.

64. Эмануэль, М.Н. Химическая физика молекулярного разрушения в стабилизации полимеров / М.Н. Эмануэль, А.Л. Буча-ченко. –М.: Наука, 1986.-368с.

65. Эммануэль, Н.М. Современные представления о механизме действия ингибиторов окисления / Эммануэль Н.М., Денисов Е.Т. // Нефтехимия. 1976.- Т.16 - №3 - С. 366-382.

66. Николаевский, А.Н. Окисление незамещенных двухатомных фенолов молекулярным кислородом в бензоле/ А.Н. Николаевский, Т.А. Филиппенко, Р.В. Кучер // Ж. Орг. Химии. – 1980. – Т 16.- №1. – С.331-336.

67. Ковтун, Г.А. Химия ингибиторов окисления органических соединений / Ковтун Г. А., Плужников В. А. - Киев, Наук. думка, 1995. - С. 125-129.

68. Бухаров, С.В. Стабилизаторы на основе 3,5-ди-трет.-бутил-4- гидроксибензилацетата / С.В. Бухаров, Н.А. Мукменева, Г.Н. Нугуманова.- Казань: КГТУ, 2006.-200с.

80