AT220140B - Verfahren zur Herstellung von α, α- dialkylverzweigten Carbonsäuren - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von   a, a-dialkylverzweigten  
Carbonsäuren 
Es ist bekannt, dass sich die Synthese von cx,   ct-dialkylverzweigten   Carbonsäuren aus an der Doppel- bindung verzweigten Olefinen (wie Isobutylen,   2-Methylpenten-l, 2-äthylhexen-l),   Kohlenoxyd und
Wasser in Gegenwart von bortrifluoridhaltigen Katalysatoren in guter Ausbeute bei milden Arbeitsbedin- gungen (50 - 200 at Druck, 0-50 C) ausfUhren lässt. Ein wesentlicher Nachteil besteht darin, dass der
Katalysator in stöchiometrischen Mengen zugesetzt werden muss, was bei dem hohen Preis für Bortri- fluorid und bei der schwierigen   KatalysatorrUckgewinnung   mit erheblichen Unkosten verbunden ist. 



   Es wurde nun gefunden, dass diese Synthese bei milden Arbeitsbedingungen und in guter Ausbeute unter Anwendung von nur katalytischen Mengen Bortrifluorid durchführbar ist, wenn man das während der Synthese verbrauchte Wasser kontinuierlich ergänzt. 



   Arbeitet man-wie das bisher für erforderlich gehalten wurde-mit einem wasserarmen Katalysator, so bleibt das in stöchiometrischen Mengen angewendete Bortrifluorid an der entstandenen Carbonsäure fest gebunden. Es kann erst nach der Synthese durch Zugabe von Wasser aus dem Komplex abgespalten werden, was bei dem bekannten Verfahren erst durch eine beträchtliche Erhöhung des Druckes erreicht werden kann. 



   Nach dem Verfahren der Erfindung wird zu einem aus Bortrifluorid, Schwefelsäure und Wasser bestehenden und unter ausreichendem CO-Druck stehenden Katalysator mit einem inerten Lösungsmittel ver-   dünntes   Olefin und eine solche Menge Wasser zugeführt, dass die durch die Bildung der Carbonsäure verbrauchte Wassermenge ersetzt wird. Der jeweils im Katalysator vorhandene Anteil an Wasser wird so bemessen, dass die Synthese zwar noch leicht vonstatten geht, gleichzeitig aber auch der entstehende Carbonsäure-Bortrifluorid-Komplex unter RUckbildung von Monooxyfluorborsäure leicht spaltbar ist. In dieser Weise wirkt das durch den Zusatz von Schwefelsäure stabilisierte Bortrifluorid als echter Anlagerungskatalysator für Wasser und Kohlenoxyd. Die Anzahl der Carbonsäure-Mole, die mit einem Mol Bortrifluorid synthetisiert werden kann, ist praktisch unbegrenzt.

   Sie hängt lediglich von der Art und Grösse der Reaktionsapparatur ab. Bei Chargenfahrweise werden Olefin und Wasser so lange eingespritzt, bis das Reaktionsgefäss gefüllt ist. In einer vollkontinuierlichen Apparatur führt man die entstandene Carbonsäure ständig ab und man ergänzt bei der Einspritzung die verhältnismässig kleinen, von der Carbonsäure mitgerissenen Anteile an Bortrifluorid und Schwefelsäure. 



   Im Gegensatz zu einer bekannten Arbeitsweise liegt die einen Bestandteil des Katalysators bildende Säure bei der Arbeitsweise nach der Erfindung in verdünnter Form vor. Dies sowie der Einsatz des Olefins in verdünnter Form hat zur Folge, dass Isomerisierungen und Polymerisationen des Olefins, die bei der bekannten Arbeitsweise in erheblichem Umfange eintreten und die Ausbeute an dem gewünschten Endprodukt stark beeinträchtigen, weitgehend vermieden werden. Während bei der bekannten Arbeitsweise die auf das eingesetzte Isobuten bezogene Ausbeute an Trimethylessigsäure nur   58%   und die auf das eingesetzte Methylpenten bezogene Ausbeute an Dimethylvaleriansäure nut 56,   2%   beträgt, sind die entsprechenden Ausbeuten bei der Arbeitsweise nach der Erfindung   76, 4%   bzw. 80% der Theorie.

   Da im Vergleich zu der bekannten Arbeitsweise im Verhältnis zum eingesetzten Olefin wesentlich weniger Katalysator eingesetzt und ausgebracht wird, sind auch die unvermeidlichen Aufarbeitungsverluste am Katalysator dementsprechend geringer. Weiter ist eine-Vereinfachung der Aufarbeitung der Reaktionsprodukte dadurch gegeben, dass die Zugabe des stöchiometrisch erforderlichen Wassers bereits während der Reak- 

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