Procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados.

Un procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados, que comprende la etapa de realización de una yodación de un compuesto aromático no halogenado, un compuesto aromático monoyodado, un compuesto aromático diyodado y yodo en presencia de un catalizador de tipo zeolita en una atmósfera de oxígeno, en el que un compuesto aromático diyodado y un compuesto aromático triyodado en los compuestos aromáticos yodados se convierten en el compuesto aromático monoyodado simultáneamente con la yodación;

y

la razón molar de compuesto aromático no halogenado/yodo, que se introducen, es de 0,8 a 3,0.

Procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados, en el que la yodación y la conversión en yodo tienen lugar simultáneamente para evitar reacciones secundarias. Además, a través del procedimiento según la presente invención, la duración del catalizador de yodación se extiende al facilitar el control de la temperatura de reacción de forma estable durante el procedimiento, lo que conduce a la formación controlada de impurezas.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA

En varios campos comerciales, buena parte del interés se ha depositado en la tecnología de preparación de compuestos aromáticos halogenados haciendo reaccionar compuestos aromáticos tales como benceno o naftaleno con halógeno tales como bromo, cloro, yodo, etc.

Normalmente, el p-diclorobenceno, que se prepara a través de la reacción de benceno con cloro, se usa como materia prima para la preparación de plástico de ingeniería, polisulfuro de fenileno (PPS) . La tecnología de preparación de PPS por polimerización de p-diclorobenceno con sulfuro de sodio en un disolvente de Nmetilpirrolidona se conoce como procedimiento de Macallum, y en la actualidad la mayor parte del PPS comercial se produce a través de este procedimiento de Macallum. Sin embargo, como es difícil obtener un polímero de alto peso molecular sólo a través del procedimiento de Macallum, se lleva a cabo un procedimiento de curado como un procedimiento posterior para obtener el polímero de alto peso molecular, y el PPS obtenido a través del procedimiento de curado presenta el inconveniente de que se vuelve frágil debido a una reacción de reticulación o similar. Además en el procedimiento de polimerización se producen necesariamente sales metálicas tales como cloruro de sodio (NaCl) como subproductos de reacción, y provocan problemas serios en términos de eficacia de los procedimientos comerciales y de las propiedades físicas del polímero.

Como procedimientos que pueden eliminar fundamentalmente la producción de sales metálicas y permitir la obtención de polímeros lineales, las patentes de EE.UU. nº 4.746.758 y 4.786.713 y las patentes relacionadas sugieren procedimientos de polimerización por fusión directa de p-diyodobenceno (p-DIB) con azufre.

Tal como se muestra en la Fig. 1, las patentes de EE.UU. nº 4.778.938 y 4.746.758 desvelan también procedimientos de preparación de p-DIB mediante la reacción de benceno con yodo en presencia de oxígeno sobre un catalizador de tipo zeolita. Estos procedimientos son ventajosos por la alta tasa de conversión, la alta selectividad al compuesto p-diyodado comercialmente útil y la mínima oxidación de la materia prima, benceno o naftaleno.

Sin embargo, dichos procedimientos de yodación son problemáticos a la hora de controlar la temperatura de reacción, que está relacionada con una reacción exotérmica masiva que se produce localmente. Es decir, la oxidación de ácido yodhídrico (HI) se acompaña necesariamente de la yodación de compuestos aromáticos en presencia de un catalizador de tipo zeolita en una atmósfera de oxígeno. Esta oxidación de HI es una reacción exotérmica masiva, que eleva la temperatura de reacción del centro de un reactor. Con esta condición de 45 temperatura elevada, la oxidación de HI se acelera más, y así la reacción de combustión de los reactivos se vuelve también intensa, lo que conduce a una reacción descontrolada masiva. Además, si se amplía la escala de la planta a una escala comercial para una alta productividad, el control de la temperatura del reactor se convierte en una cuestión crítica y se considera de forma preferente debido a que el diámetro del reactor debe diseñarse de manera que sea suficientemente grande.

Además, en esta condición de temperatura elevada, la reacción de combustión de los reactivos, de acuerdo con la formación de impurezas tales como depósitos de carbón, convierte al catalizador en inactivo y acorta así el periodo de sustitución del catalizador. Además, debido a la dificultad en el control de la temperatura de reacción, el flujo de suministro de los reactivos no puede incrementarse, lo que conduce a una caída en la 55 productividad del producto deseado, el compuesto diyodado.

El documento US-4.792.641 desvela la preparación de naftaleno yodado por yodación de una mezcla de naftaleno, yodonaftaleno y diyodo-naftaleno en presencia de un catalizador de tipo zeolita y yodo.

Por tanto, los autores de la presente invención han estudiado un procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados, que evite de manera eficaz reacciones secundarias y extienda la duración del catalizador de yodación al permitir un control estable de la temperatura de reacción durante el procedimiento, lo que conduce a un aumento en la producción de compuesto diyodado, con lo que se completa la presente invención.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para preparar compuestos aromáticos, que evite reacciones secundarias para controlar la formación de impurezas, incrementando de ese modo 10 la productividad del compuesto diyodado deseado.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados, que extiende la duración del catalizador al permitir un control estable de la temperatura de reacción durante el procedimiento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Fig. 1 es un diagrama esquemático que muestra el procedimiento de preparación de compuestos aromáticos yodados según el Ejemplo comparativo 1;

la Fig. 2 es un diagrama esquemático que muestra el procedimiento de preparación de compuestos aromáticos yodados según los Ejemplos 1 a 3 de la presente invención;

la Fig. 3 es un diagrama esquemático que muestra el procedimiento de preparación completo de compuestos aromáticos yodados y el procedimiento de reciclado de una mezcla eutéctica de compuestos diyodados según otra realización de la presente invención; y la Fig. 4 es un gráfico que muestra la distribución de temperaturas según la longitud del reactor durante el procedimiento de reacción según los Ejemplos 1 a 3 y el Ejemplo comparativo 1 de la presente invención.

2: Reactor de yodación 4: Regulación de contrapresión 6: Sistema de manejo de muestras 8: Analizador de gases 40

10: Columna de destilación 1

12: Columna de destilación 2

14: Columna de destilación 3

16: Separador sólido/líquido y de cristalización

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES

La presente invención proporciona un procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados, que comprende la etapa de realización de la yodación de un compuesto aromático no halogenado, un compuesto aromático monoyodado, un compuesto aromático diyodado y yodo en presencia de un catalizador de tipo zeolita en una atmósfera de oxígeno tal como se define en la reivindicación 1.

A continuación se describirá en detalle el procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la realización específica de la presente invención.

El término yodación, tal como se usa en la presente memoria descriptiva, se define como la

reacción de un compuesto aromático no halogenado tal como benceno, naftaleno y bifenilo, un compuesto monoyodado del mismo y un compuesto diyodado del mismo con moléculas de yodo, lo que lleva a la sustitución de un átomo de hidrógeno del compuesto aromático por un átomo de yodo. Además, el término conversión en yodo, tal como se usa en la presente memoria descriptiva, se define como la reacción de un compuesto multiyodado sustituido (compuesto di-, tri-yodado sustituido) por compuestos aromáticos no halogenados, lo que conduce a la sustitución del átomo de yodo del compuesto multiyodado sustituido (compuesto di-, tri-yodado sustituido) por un átomo de hidrógeno.

Además, el término compuesto aromático no halogenado, tal como se usa en la presente memoria descriptiva, se define como aquel en el que ningún átomo de hidrógeno del compuesto aromático tal como benceno, naftaleno y bifenilo se sustituye por halógeno. El término compuesto aromático monoyodado o compuesto monoyodado se define como aquel en el que un átomo cualquiera de hidrógeno del compuesto aromático no halogenado se sustituye por un átomo de yodo, y se ejemplifica por `monoyodobenceno o similar. El término compuesto aromático diyodado o compuesto diyodado se define como aquel en el que dos átomos cualesquiera de hidrógeno del compuesto aromático no... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados, que comprende la etapa de realización de una yodación de un compuesto aromático no halogenado, un compuesto aromático monoyodado, un 5 compuesto aromático diyodado y yodo en presencia de un catalizador de tipo zeolita en una atmósfera de oxígeno, en el que un compuesto aromático diyodado y un compuesto aromático triyodado en los compuestos aromáticos yodados se convierten en el compuesto aromático monoyodado simultáneamente con la yodación; y la razón molar de compuesto aromático no halogenado/yodo, que se introducen, es de 0, 8 a 3, 0.

2. El procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la reivindicación 1, en el que el compuesto aromático no halogenado se selecciona entre el grupo que consiste en benceno, naftaleno y bifenilo.

3. El procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la reivindicación 1, en el que el compuesto aromático monoyodado se selecciona entre el grupo que consiste en monoyodobenceno, monoyodonaftaleno y monoyodobifenilo.

4. El procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la reivindicación 1, en el que el compuesto aromático diyodado se selecciona entre el grupo que consiste en diyodobenceno, diyodonaftaleno y diyodobifenilo.

5. El procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la reivindicación 1, en el que el compuesto aromático diyodado se introduce en el intervalo del 7% en peso al 45% en peso, con respecto al peso 25 total de los materiales introducidos.

6. El procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la reivindicación 1, en el que el compuesto aromático yodado producido por la etapa de yodación incluye diyodobenceno.

7. El procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la reivindicación 6, en el que el diyodobenceno es para-diyodobenceno.

8. El procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la reivindicación 1, en el que el catalizador de tipo zeolita se selecciona entre el grupo que consiste en Na-13X, tipo Y, ZSM5 y K-13X. 35

9. El procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la reivindicación 1, en el que el catalizador de tipo zeolita es Na-13X.

10. El procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la reivindicación 1, en el que la

yodación se realiza a la temperatura de 230 a 350°C y bajo una presión comprendida entre la presión atmosférica y 5 atm.

11. El procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la reivindicación 1, en el que la yodación se realiza a la temperatura de 275 a 290°C y bajo una presión comprendida entre la presión atmosférica y 45 5 atm.

12. El procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la reivindicación 1, que comprende además la etapa de reciclado de un compuesto diyodado para realizar la yodación, en el que el compuesto diyodado se obtiene a partir de una destilación, una cristalización y una separación sólido-líquido usando 50 los productos de reacción de la etapa de yodación.

13. El procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la reivindicación 12, en el que el procedimiento comprende las etapas de:

separación y eliminación de un compuesto aromático de los productos de reacción de un compuesto aromático, un compuesto aromático monoyodado, un compuesto aromático diyodado y yodo, después de que los productos de reacción son transportados a una primera columna de destilación 10 desde un reactor de yodación 2;

transporte del destilado de residuo desde la primera columna de destilación 10 a una segunda columna de 11

destilación 12, y separación del compuesto monoyodado y el yodo desde el destilado;

transporte del destilado de residuo desde la segunda columna de destilación 12 a una tercera columna de destilación 14, separación de la mezcla sustituida con diyodo de compuesto para-diyodado, compuesto orto5 diyodado y compuesto meta-diyodado desde el destilado, y transporte de la mezcla sustituida con diyodo en un separador sólido-líquido y de cristalización 16;

separación de un compuesto para-diyodado sólido de la mezcla sustituida con diyodo para recuperar un líquido madre que incluye un compuesto para-diyodado, un compuesto orto-diyodado y un compuesto meta-diyodado 10 líquidos a través del separador sólido-líquido y de cristalización 16; y reciclado de una parte del líquido madre en el reactor de yodación 2 para reutilizar el compuesto diyodado.

14. El procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la reivindicación 1, en el que la 15 razón molar de compuesto aromático no halogenado/yodo, que se introducen, es de 1, 5 a 2, 4.

15. El procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la reivindicación 1, en el que el compuesto aromático diyodado se introduce en el intervalo del 11% en peso al 40% en peso, con respecto al peso total de los materiales introducidos.

16. El procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la reivindicación 1, en el que la tasa de conversión de I2 es del 80% o más.

17. El procedimiento para preparar compuestos aromáticos yodados según la reivindicación 1, en el que la 25 tasa de conversión de diyodobenceno (DIB) es del 40% en peso o más.