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La présente invention se rapporte à un procédé d'oxydation de compo- sés organiqueso
Il est connu d'oxyder des composés aromatiques alkyl-substitués en phase liquide dans un acide organique, stable dans les conditions d'oxydation utilisées, au moyen d'oxygène ou d'un gaz en contenant, en présence d'un cata- lyseur métallique et d'une substance contenant du brome telle que le bromure de cobalt,de manganèse ou de baryum. Par exemple, le para-xylène peut être oxy- dé par ce type de procédé en acide téréphtalique avec un rendement d'au moins 80%.
Dans de tels procédés, la réaction se fait dans des récipients résistant à la corrosion, par exemple en acier inoxydable, en titane ou en d'autres maté- riaux semblables,et à des températures de l'ordre de 150-200 C.
On a découvert à présent que si une cétone ou un composé organique Quelconque qui tend à former des corps peroxydiques dans les conditions réaction- nelles, par exemple la méthyléthylcétone, le ,nitrométhane, l'acétaldéhyde ou le benzaldéhyde, est ajouté pour sensibiliser le mélange de réaction, il est possi- ble d'obtenir des rendements comparables, par exemple supérieurs à 80%, àceux obtenus par les procédés-connus à des températures beaucoup moins élevées, par exemple de l'ordre de 80 C.
De ce fait, il est possible d'utiliser des matériaux moins coûteux pour la construction de l'équipement de réaction, étant donné que les effets corrosifs du mélange de réaction sont beaucoup moins importants à ces températures de réaction relativement basses et d'obtenir en même temps le pro- duit d'oxydation sous une forme plus pureo
Cela étant,la présente invention a pour objet un procédé d'oxydation en phase liquide de composés aromatiques alkyl-substitués dans un milieu acide organique au moyen d'oxygène ou d'un gaz en contenant en présence d'un métal ou d'un composé en contenant et de brome ou d'une substance en contenais, dans lequel est également présent une cétone ou un composé organique qui tend à former des corps peroxydiques dans les conditions de la réaction d'oxydation.
On a trouvé qu'il est souhaitable que la quantité de la cétone ou du composé organique tendant à former des corps peroxydiques dans les conditions de la réaction d'oxydation qu'il faut ajouter soit supérieure à 5% du poids du compo- sé aromatique alkylsubstitué à oxyder, et, de préférencede l'ordre de 20%.
Le procédé de la présente invention s'est avéré particulièrement ap= proprié pour l'oxydation du toluène, de l'ortho-xylène, du méta-xylène, du para- xylène et de leursmélanges en acides mono- et dicarboxyliques aromatiques indi- viduels ou en mélanges de tels acidesoLes milieux acides organiques préférés sont les acides aliphatiques inférieurs, par exemple d'acide acétique,et l'acide benzoique.Le procédé peut être exécuté dans des conditions de pression atmosphé- rique ou de pression superatmosphériqueo Comme composés métalliques, il est prégé- rable d'utiliser des composés de cobalt, de manganèse et de baryum, soit seuls, soit en combinaisons.
L'invention est illustrée, sans y être limitée, par les exemples sui- vants dans lesquels les parties sont données en poids.
EXEMPLE 1.- On chauffe à 80 C, en agitant énergiquement de l'acide acétique (100 parties),du para-xylène (10 parties), du bromure de cobalt (0,4 partiel, du bromu- re de manganèse (0,4 partie), de la méthyléthylcétone (2 parties) et on fait pas- ser de l'oxygène dans le mélange à raison de 35 litres/heure pendant 15 heures sous la pression atmosphériqueoA la fin de cette période,on sépare par filtra- tion le produit de réaction. Le rendement en acide téréphtalique est de 82%.
En utilisant de l'acétate de cobalt (0,4 partie) et du bromure de baryum (0,4 partie) au lieu du bromure de cobalt et du bromure de manganèse, le rendement 'en acide téréphtalique est de 83%.
Quand on utilise les acétates de cobalt et de manganèse au lieu des
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bromures, le rendement en matières solides est nul.
A titre de comparaison, en l'absence de la méthyléthyleétone, le ren- dement en acide téréphtalique est de 6,5 %, et quand on utilise les acétates au lieu des bromures le rendement est nul.
EXEMPLE 2.-
On reprend l'exemple 1 en utilisant du nitrométhane au lieu de la méthyléthylcétône. Le rendement en acide téréphtalique est de 23%.
EXEMPLE 3.-
On reprend l'exemple 1 en utilisant 2 parties de paradiacéthylbenzène au lieu de la métijyléthyleétoneo Le rendement en acide téréphtalique est .de 78%.
EXEMPLE 4. -
On reprend l'exemple 1 en utilisant 2 parties d'acétaldéhyde au lieu de la méthyléthylcétone. On ajoute l'acétaldéhyde en saturant le courant gazeux d'acétaldéhyde vapeur. Le rendement en acide téréphtalique après 15 heures est de 73%.
EXEMPLE 5.-
On reprend l'exemple 1 en utilisant du méta-xylène au lieu du para- xylène. Le rendement en acide isophtalique est de 80% après 15 heures.
EXEMPLE 6. -
On reprend l'exemple 1 en utilisant 2 parties de benzaldéhyde au lieu de la méthyléthylcétone et 10 parties de toluène au lieu du xylène. Le rendement en acide benzoique après 15 heures à 100 C est de 60%. En l'absence de benzaldéhy- de ajouté, il ne se produit aucune oxydation.
REVENDICATIONS
1. Procédé d'oxydation en phase liquide de composés aromatiques alkyl- substitués dans un milieu acide organique au moyen d'xoygène ou d'un gaz en con- tenant, en présence d'un métal ou d'un composé en contenant et de brome ou d'une substance en contenant, caractérisé en ce qu'une cétone ou un composé organique qui tend à former des corps peroxydiques dans les conditions de la réaction d'oxy- dation est également présent.
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The present invention relates to a process for the oxidation of organic compounds.
It is known to oxidize alkyl-substituted aromatic compounds in the liquid phase in an organic acid, stable under the oxidation conditions used, by means of oxygen or a gas containing it, in the presence of a catalyst. metallic and a bromine-containing substance such as cobalt, manganese or barium bromide. For example, para-xylene can be oxidized by this type of process to terephthalic acid with a yield of at least 80%.
In such processes, the reaction takes place in corrosion resistant vessels, for example stainless steel, titanium or the like, and at temperatures of the order of 150-200 C.
It has now been found that if a ketone or any organic compound which tends to form peroxy bodies under reaction conditions, for example methyl ethyl ketone, nitromethane, acetaldehyde or benzaldehyde, is added to sensitize the mixture. reaction, it is possible to obtain comparable yields, for example greater than 80%, to those obtained by the known processes at much lower temperatures, for example of the order of 80 ° C.
Hence, it is possible to use less expensive materials for the construction of the reaction equipment, since the corrosive effects of the reaction mixture are much less at these relatively low reaction temperatures and to obtain in at the same time the oxidation product in a more pure form
This being the case, the present invention relates to a process for the liquid phase oxidation of alkyl-substituted aromatic compounds in an organic acid medium by means of oxygen or a gas containing it in the presence of a metal or a. a compound containing it and bromine or a substance containing it, in which there is also a ketone or an organic compound which tends to form peroxidic bodies under the conditions of the oxidation reaction.
It has been found desirable that the amount of the ketone or organic compound tending to form peroxidic bodies under the conditions of the oxidation reaction to be added is greater than 5% by weight of the aromatic compound. alkylsubstituted to be oxidized, and preferably of the order of 20%.
The process of the present invention has been found to be particularly suitable for the oxidation of toluene, ortho-xylene, meta-xylene, para-xylene and their mixtures to individual aromatic mono- and dicarboxylic acids. or in mixtures of such acids o Preferred organic acid media are lower aliphatic acids, for example acetic acid, and benzoic acid. The process can be carried out under atmospheric pressure or superatmospheric pressure o As metal compounds, it is possible to use compounds of cobalt, manganese and barium, either alone or in combinations.
The invention is illustrated, but not limited to, by the following examples in which the parts are given by weight.
EXAMPLE 1.- The mixture is heated to 80 ° C., with vigorous stirring of acetic acid (100 parts), para-xylene (10 parts), cobalt bromide (0.4 partial, manganese bromide (0 , 4 part), methyl ethyl ketone (2 parts) and oxygen is passed through the mixture at a rate of 35 liters / hour for 15 hours at atmospheric pressure. At the end of this period, the mixture is filtered off. tion the reaction product The yield of terephthalic acid is 82%.
Using cobalt acetate (0.4 part) and barium bromide (0.4 part) instead of cobalt bromide and manganese bromide, the yield of terephthalic acid is 83%.
When using cobalt and manganese acetates instead of
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bromides, the solids yield is zero.
By way of comparison, in the absence of methyl ethyl ketone the yield of terephthalic acid is 6.5%, and when acetates are used instead of bromides the yield is zero.
EXAMPLE 2.-
Example 1 is repeated using nitromethane instead of methyl ethyl ketone. The yield of terephthalic acid is 23%.
EXAMPLE 3.-
Example 1 is repeated using 2 parts of paradiacethylbenzene instead of metijylethylétoneo The yield of terephthalic acid is 78%.
EXAMPLE 4. -
Example 1 is repeated using 2 parts of acetaldehyde instead of methyl ethyl ketone. Acetaldehyde is added while saturating the gas stream of acetaldehyde vapor. The yield of terephthalic acid after 15 hours is 73%.
EXAMPLE 5.-
Example 1 is repeated using meta-xylene instead of para-xylene. The yield of isophthalic acid is 80% after 15 hours.
EXAMPLE 6. -
Example 1 is repeated using 2 parts of benzaldehyde instead of methyl ethyl ketone and 10 parts of toluene instead of xylene. The yield of benzoic acid after 15 hours at 100 ° C. is 60%. In the absence of added benzaldehyde, no oxidation occurs.
CLAIMS
1. Process for the liquid phase oxidation of alkyl-substituted aromatic compounds in an organic acid medium by means of oxygen or a gas containing it, in the presence of a metal or a compound containing it and bromine or a substance containing it, characterized in that a ketone or an organic compound which tends to form peroxides under the conditions of the oxidation reaction is also present.