Verfahren zur Herstellung von Tetrahydrofurfuralkohol. Es ist bekannt, dass bei der katalytischen Reduktion von Furfurol nach Sabatier und Senderens neben Furfuralkohol ein Gemisch von Reduktionsprodukten erhalten wird, in welchem hauptsächlich a-Methylfuran,Methyl- tetrahydrofuran und Pentanol nachgewiesen wurden. Tetrahydrofurfuralkohol entsteht bei der katalytischen Reduktion des Furfurols in Dampfphase und mit Nickelkatalysator nicht.
Diese Verbindung ist bisher nur durch katalytische Hydrierung von Furfurol mittelst Platinoxyd als Katalysator in alkoholischer Lösung oder mittelst kolloidem Palladium neben andern Reduktionsprodukten in schlech ter Ausbeute erhalten worden. Die letztge nannten Reduktionsmethoden sind für gross technische Anwendung wegen ihrer Umständ lichkeit, wegen raschen Unwirksamwerdens und hoher Gestehungskosten der Katalysa toren unbrauchbar.
Es wurde nun gefunden, dass man Tetra- drofurfuralkohol direkt aus dem Furfurol nahezu quantitativer Ausbeute erhalten kann, wenn man das Ausgangsmaterial in flüssiger Form bei Überdruck und mässig erhöhter Temperatur bei Gegenwart eines Hydrierungskatalysators mit Wasserstoff oder wasserstoffhaltigen Gasen behandelt. Als be sonders geeignete Katalysatoren haben sich die Metalle der achten Gruppe des periodi schen Systems erwiesen; doch kommen auch andere Katalysatoren, beispielsweise die für die Methanolsynthese bekannten gemischten Katalysatoren in Betracht.
Die Temperatur wird zweckmässig zwischen 120 und 200 gehalten, ist also niedriger als die übliche Temperatur des Verfahrens nach Sabatier; der Druck kann zweckmässig etwa 100 bis 300 Atmosphären betragen, doch ist auch mit niedrigeren oder höheren Drucken die Durchführung des Verfahrens möglich. Es wurde festgestellt, dass es wesentlich ist, mit der Temperatur nicht weit über 200 hin auszugehen, sondern den vollständigen Ver lauf der Reaktion durch entsprechend lange Reaktionsdauer zu sichern. Bei Abweichung von den angegebenen Bedingungen sinkt die Ausbeute an Tetrahydrofurfuralkohol, und es entstehen unerwünschte Nebenprodukte.
<I>Beispiel:</I> In einem Autoklaven bringt man 100 gr Furfurol und 10 gr eines in bekannter Weise durch Niederschlagen von Nickelhydroxyd auf Kieselgur und nachfolgende Reduktion im Wasserstoffstrom hergestellten Katalysa tors. Der Autoklav wird verschlossen und hierauf Wasserstoff bis zu einem Druck von 100 Atmosphären eingepresst. Man heizt dann allmählich bis auf 140-170 o an und erhält mehrere Stunden auf dieser Temperatur, bis keine Wasserstoffaufnahme mehr erfolgt.
Das Reaktionsprodukt wird durch fraktionierte Destillation gereinigt, wobei zunächst als Vorlauf wenige Prozent Amylalkohol über gehen. Als Hauptfraktion mit den Siede grenzen 170-190 o geht annähernd reiner Tetrahydrofurfuralkohol in einer Menge von 80-90 0% des angewandten Furfurols über (Hydroxylzahl 540, berechnet 550). Der Nach lauf, etwa 8 0% des angewandten Furfurols, besteht aus einem Gemisch von Diolen. Der Katalysator kann mehrmals verwendet werden. Der so erhaltene Tetrahydrofurfuralkohol ist für technische Zwecke, z.
B. zur Ver wendung als Lösungs-, Wasch-, Reinigungs-, Emulgiermittel, als Weichmachungsmittel für plastische Massen usw. ohne weitere Reini gung verwendbar.
Process for the production of tetrahydrofurfural alcohol. It is known that in the catalytic reduction of furfural according to Sabatier and Senderens, in addition to furfural alcohol, a mixture of reduction products is obtained in which mainly α-methylfuran, methyltetrahydrofuran and pentanol were detected. Tetrahydrofurfural alcohol is not produced in the catalytic reduction of furfural in the vapor phase and with a nickel catalyst.
This compound has hitherto only been obtained in poor yield by the catalytic hydrogenation of furfural by means of platinum oxide as a catalyst in alcoholic solution or by means of colloidal palladium, along with other reduction products. The last-mentioned reduction methods are useless for large technical applications because of their inconvenience, because they quickly become ineffective and the high costs of the catalysts.
It has now been found that tetrofurfural alcohol can be obtained directly from the furfural in almost quantitative yield if the starting material is treated in liquid form at excess pressure and moderately elevated temperature in the presence of a hydrogenation catalyst with hydrogen or hydrogen-containing gases. The metals of the eighth group of the periodic system have proven to be particularly suitable catalysts; however, other catalysts, for example the mixed catalysts known for methanol synthesis, are also suitable.
The temperature is expediently kept between 120 and 200, ie it is lower than the usual temperature for the Sabatier process; the pressure can expediently be about 100 to 300 atmospheres, but the process can also be carried out at lower or higher pressures. It was found that it is essential not to start with the temperature well above 200, but to ensure the complete course of the reaction by means of a correspondingly long reaction time. In the event of a deviation from the specified conditions, the yield of tetrahydrofurfur alcohol drops and undesired by-products are formed.
<I> Example: </I> 100 grams of furfural oil and 10 grams of a catalyst prepared in a known manner by precipitation of nickel hydroxide on diatomaceous earth and subsequent reduction in a stream of hydrogen are placed in an autoclave. The autoclave is closed and hydrogen is injected thereupon up to a pressure of 100 atmospheres. The temperature is then gradually increased to 140-170 ° and this temperature is maintained for several hours until there is no more uptake of hydrogen.
The reaction product is purified by fractional distillation, with a few percent of amyl alcohol initially being transferred as the forerunner. The main fraction with a boiling point of 170-190 ° is almost pure tetrahydrofurfural alcohol in an amount of 80-90% of the applied furfural (hydroxyl number 540, calculated 550). The tail, about 80% of the applied furfural, consists of a mixture of diols. The catalyst can be used several times. The tetrahydrofurfural alcohol thus obtained is used for technical purposes, e.g.
B. for use as solvents, detergents, cleaning agents, emulsifiers, as softeners for plastic masses, etc. can be used without further cleaning.