CS256996B1 - A method of alkylating phenolic compounds - Google Patents
A method of alkylating phenolic compounds Download PDFInfo
- Publication number
- CS256996B1 CS256996B1 CS861404A CS140486A CS256996B1 CS 256996 B1 CS256996 B1 CS 256996B1 CS 861404 A CS861404 A CS 861404A CS 140486 A CS140486 A CS 140486A CS 256996 B1 CS256996 B1 CS 256996B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- alkylation
- iron
- catalyst
- phenol
- oxide
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Způsob alkylace fenolických sloučenin s alespoň jednou volnou orto-polohou vůči hydroxylu působením alkoholu na fenolickou sloučeninu v plynné fázi při teplotě 300 až 450 C, tlaku 0,1 až 1,0 MPa za přítomnosti pevného katalyzátoru s obsahem oxidu železa a síranových iontů, který obsahuje směs oxidu železa a síranových iontů v atomárním poměru Fe:S=100:0,05 až 100:5 a alespoň jeden další oxid prvku ze skupiny Mg, Mn, Ti, Si, Cr v množství odpovídajícímu atomárnímu poměru příslušného prvku vůči železu v rozmezí 0,04 až 6,0 ku 100. Dosáhne se selektivity alkylace do o-polohy přes 95 ».A method for alkylating phenolic compounds with at least one free ortho-position to hydroxyl by the action of alcohol on the phenolic compound in the gas phase at a temperature of 300 to 450 C, a pressure of 0.1 to 1.0 MPa in the presence of a solid catalyst containing iron oxide and sulfate ions, which contains a mixture of iron oxide and sulfate ions in the atomic ratio Fe:S=100:0.05 to 100:5 and at least one other oxide of an element from the group Mg, Mn, Ti, Si, Cr in an amount corresponding to the atomic ratio of the relevant element to iron in the range of 0.04 to 6.0 to 100. The selectivity of alkylation to the o-position is achieved by over 95%.
Description
Vynález se týká způsobu alkylace fenolických sloučenin s alespoň jednou volnou orthopolohou vůči hydroxylu v plynné fázi nižším alkoholem zvláště metanolem, na přítomnosti pevného katalyzátoru na bázi oxidů železa.The invention relates to a method for alkylating phenolic compounds with at least one free ortho-position to hydroxyl in the gas phase with a lower alcohol, especially methanol, in the presence of a solid catalyst based on iron oxides.
Postupy alkylace fenolů nižšími alkoholy na pevných katalyzátorech jsou známy již dlouhou dobu, zejména v posledním desetiletí je však popisováno využití katalyzátorů na bázi oxidů železa Fe pro tyto účely. Např. japonská zvěř. pat. přihláška 78 101 318 popisuje alkylací fenolu na katalyzátoru obsahujícím oxidy železa, chrómu a bóru s přídavkem alkalických kovů, japonská pat. zvěř. přihláška 78 35 061 popisuje využití katalyzátoru obsahujícího oxid železitý Fe2O3 a ox4dy celé řady dalších prvků, zejména prvků alkalických zemin a mědi Cu, niklu Ni, chrómu Cr, kobaltu Co. Poměrně často bývají na bázi oxidů železa katalyzátory modifikovány vanadem. Jako příklad lze uvést polský patent 105 922. V principu je známa i modifikace alkylačních katalyzátorů síranovými anionty. Popsány byly zejména katalyzátory na bázi oxidu hořečnatého MgO modifikované sírany (US pat. 4 269 735, 4 283 574). Rovněž byl odzkoušen katalyzátor na bázi oxidu železitého FejOj, modifikovaný oxidem cíničitým SnO2 a sírany (DOS 2 852 245), pomocí něhož se při alkylaci dosahovalo údajně velmi dobré selektivity do ortho- polohy. Oxid cíničitý SnO2 ovšem nepatří mezi příliš běžné a dostupné sloučeniny. Hlavní nevýhodou katalyzátorů na bázi oxidu hořečnatého MgO pak i při’modifikaci sírany zůstává vysoká pracovní teplota při alkylaci a s ní související poměrně rychlé zakoksování katalyzátoru.The processes of alkylation of phenols with lower alcohols on solid catalysts have been known for a long time, but especially in the last decade the use of catalysts based on iron oxides Fe for these purposes has been described. For example, Japanese patent application 78 101 318 describes the alkylation of phenol on a catalyst containing oxides of iron, chromium and boron with the addition of alkali metals, Japanese patent application 78 35 061 describes the use of a catalyst containing iron oxide Fe 2 O 3 and oxides of a number of other elements, especially alkaline earth elements and copper Cu, nickel Ni, chromium Cr, cobalt Co. Quite often, catalysts based on iron oxides are modified with vanadium. An example is Polish patent 105 922. In principle, the modification of alkylation catalysts with sulfate anions is also known. In particular, catalysts based on magnesium oxide MgO modified with sulfates have been described (US Pat. 4,269,735, 4,283,574). A catalyst based on iron oxide FejOj, modified with tin oxide SnO 2 and sulfates (DOS 2,852,245) has also been tested, with which very good selectivity to the ortho-position was allegedly achieved during alkylation. Tin oxide SnO 2, however, is not a very common and available compound. The main disadvantage of catalysts based on magnesium oxide MgO, even with sulfate modification, remains the high operating temperature during alkylation and the relatively rapid coking of the catalyst associated with it.
Uvedené nedostatky odstraňuje postup podle tohoto vynálezu. Podstatou vynálezu je zjištěni, že k alkylaci fenolů v plynné fázi s vysokými požadavky na selektivitu reakce do orthopolohy lze s výhodou použít směs oxidů železa, modifikovanou síranovými anionty a oxidem minimálně jednoho dalšího prvku ze skupiny hořčík Mg, mangan Mn, titan Ti, křemík Si, chrom Cr. Obsah síranových aniontů v katalyzátoru je podle tohoto vynálezu volen tak, aby atomární poměr železa Fe:síra S dosahoval hodnot 100:0,05 až 100:5. Každý z dalších modifikujících prvků je přítomen v množství odpovídajícím atomárnímu poměru příslušného prvku vůči železu v rozmezí 0,04:100 až 6,0:100.The process according to the present invention eliminates the above-mentioned shortcomings. The essence of the invention is the finding that for the alkylation of phenols in the gas phase with high requirements for the selectivity of the reaction to the ortho position, a mixture of iron oxides modified with sulfate anions and an oxide of at least one other element from the group magnesium Mg, manganese Mn, titanium Ti, silicon Si, chromium Cr can be advantageously used. The content of sulfate anions in the catalyst is according to the present invention selected so that the atomic ratio of iron Fe:sulfur S reaches values of 100:0.05 to 100:5. Each of the other modifying elements is present in an amount corresponding to the atomic ratio of the respective element to iron in the range of 0.04:100 to 6.0:100.
Katalyzátor pro postup podle tohoto vynálezu je nejvhodnější připravovat spolčným svážením vodného roztoku rozpustnýchs loučenin železa Fe a použitých modifikujících kovů, případně křemíku Si, vodným roztokem alkalicky reagující látky, nejvýhodněji roztokem uhličitanu amonného (NH4)2 C03 nebo čpavkem NHj. Síranové anionty je možno dodávat ve formě síranu libovolného použitého kovu, nejvýhodnější je však vycházet při přípravě ze síranu železná2_ tého FeSO^ a snížit koncentraci síranového aniontů SO^ v katalytické hmotě na žádanou mez řízeným vypíráním vodou.The catalyst for the process according to the present invention is most suitably prepared by combining an aqueous solution of soluble iron compounds Fe and the used modifying metals, or silicon Si, with an aqueous solution of an alkaline reacting substance, most preferably a solution of ammonium carbonate (NH 4 ) 2 C0 3 or ammonia NHj. Sulfate anions can be supplied in the form of sulfate of any metal used, but it is most advantageous to start the preparation from ferrous sulfate FeSO^ and reduce the concentration of sulfate anions SO^ in the catalytic mass to the desired limit by controlled washing with water.
Alkylace se při postupu podle tohoto vynálezu vede v plynné fázi při teplotě 300 až 450 °C a tlaku 0,1 až 1,0 MPa. Nejvýhodnějšími podmínkami jsou však teplota v rozmezí 350 °C až 390 °C a tlak 0,1 MPa.The alkylation in the process according to the invention is carried out in the gas phase at a temperature of 300 to 450°C and a pressure of 0.1 to 1.0 MPa. However, the most preferred conditions are a temperature in the range of 350°C to 390°C and a pressure of 0.1 MPa.
Hlavními výhodami postupu podle tohoto vynálezu je použití katalyzátoru připraveného z běžných a dostupných surovin, obzvlášt výhodná je možnost využití dostupného a levného hydratovaného síranu železnatého FeSO4.7H2O pro přípravu katalyzátoru, přičemž lze dosáhnout vysoké selektivity alkylace fenolů (přes 95 %) do ortho polohy, některé prvky, využitelné podle tohoto vynálezu k modifikaci katalyzátoru se navíc vyskytují jako příměsi v některých typech technického síranu železnatého FeSO^, což může být ekonomicky velmi výhodné.The main advantages of the process according to this invention are the use of a catalyst prepared from common and available raw materials, the possibility of using available and cheap hydrated ferrous sulfate FeSO 4 .7H 2 O for the preparation of the catalyst is particularly advantageous, while a high selectivity of alkylation of phenols (over 95%) to the ortho position can be achieved, some elements usable according to this invention for modification of the catalyst are also present as impurities in some types of technical ferrous sulfate FeSO^, which can be economically very advantageous.
Pro dokreslení postupu podle tohoto vynálezu slouží následující příklady.The following examples serve to illustrate the process according to the present invention.
Příklad 1 až 5Example 1 to 5
Obecný postup přípravy katalyzátoruGeneral procedure for catalyst preparation
Zvážené množství železnaté soli a solí modifikujících prvků (dle tabulky 1) bylo roz3 puštěno v připraveném odměřeném množství destilované vody. Do srážecí nádoby byl předložen zfiltrovaný roztok Fe soli připravený uvedeným způsobem (postup A) nebo alkalického srážecího činidla (postup B). Pak byl za stálého míchání v průběhu 1 až 5 min přidán roztok srážecího činidla (A) nebo Fe soli (B). Vzniklá suspenze se ponechala max. 4 hodiny v klidu, poté byl dekantován matečný louh a usazená sraženina byla několikrát pormyta destilovanou vodou 22 °C teplou s následnou dekantací. Množství prací vody potřebné k vyprání S04 iontů na žádanou zbytkovou koncentraci v katalyzátoru bylo závislé na druhu a kvalitě výchozího FeSO4 a bylo nutno jej předem experimentálně ověřit. Vypraná sraženina byla zfiltrována, filtrační koláč byl po dobu 10 dnů volně sušen při laboratorní teplotě -20 až 25 °C ve vrstvách o tloušEce 2 až 4 cm a nakonec dosušen při teplotě 40 až 50 °C. Sušená hmota byla rozdrcena na velikost zrna 1 až 1,5 mm a po přídavku 4 až 8 % hmot. grafitu, plnícího funkci pojivá, byla tvarována do tablet 5 . 5 mm. Tablety byly nakonec kalcinovány po dobu 6 h při teplotě 450 až 550 °C. Speciální podmínky přípravy katalyzátoru v jednotlivých případech udává tabulka 1, analyticky zjištěné atomární poměry jednotlivých prvků v hotovém katalyzátoru udává tabulka 2.The weighed amount of ferrous salt and salts of modifying elements (according to Table 1) was dissolved in the prepared measured amount of distilled water. The filtered solution of Fe salt prepared in the above manner (method A) or alkaline precipitating agent (method B) was introduced into the precipitation vessel. Then, with constant stirring, the solution of precipitating agent (A) or Fe salt (B) was added over 1 to 5 min. The resulting suspension was left to stand for a maximum of 4 hours, then the mother liquor was decanted and the precipitate was washed several times with distilled water at 22 °C with subsequent decantation. The amount of washing water required to wash S0 4 ions to the desired residual concentration in the catalyst depended on the type and quality of the starting FeSO 4 and had to be experimentally verified in advance. The washed precipitate was filtered, the filter cake was freely dried for 10 days at laboratory temperature -20 to 25 °C in layers 2 to 4 cm thick and finally dried at a temperature of 40 to 50 °C. The dried mass was crushed to a grain size of 1 to 1.5 mm and, after adding 4 to 8 wt. % graphite, which acts as a binder, it was shaped into tablets 5.5 mm. The tablets were finally calcined for 6 h at a temperature of 450 to 550 °C. The special conditions for the preparation of the catalyst in individual cases are given in Table 1, the analytically determined atomic ratios of the individual elements in the finished catalyst are given in Table 2.
AlkyláceAlkylation
Alkylace byla prováděna v plynné fázi v integrálním reaktoru tvořeném svislou trubkou vnitřního průměru 40 mm, vyhřívaném elektrickou pecí s regulovaným příkonem a opatřeném zplyňovačem suroviny, který tvoří svislá válcová nádoba stejného průměru jako reaktor, rovněž elektricky vyhřívaná. V ose reaktoru byla zabudována trubka s termočlánky, zajištujícími měřeni teploty v katalytickém loži. Výška katalytického lože byla 25 až 30 cm.Alkylation was carried out in the gas phase in an integral reactor consisting of a vertical tube with an internal diameter of 40 mm, heated by an electric furnace with regulated power input and equipped with a raw material gasifier, which consists of a vertical cylindrical vessel of the same diameter as the reactor, also electrically heated. A tube with thermocouples was built into the axis of the reactor, ensuring temperature measurement in the catalytic bed. The height of the catalytic bed was 25 to 30 cm.
Roztok fenolu, metanolu a vody byl dávkován kontinuálně do odpařovače (zplyňovače) plunžrovým dávkovacím mikročerpadlem. Ve všech uváděných řpíkladech byl volen konstantní molární poměr složek v nástřiku a to fenol:metanol:voda = 1:5:1. Podmínky a výsledky alkylace v jednotlivých případech jsou shrnuty v tabulkách 3 až 10.A solution of phenol, methanol and water was continuously fed into the evaporator (gasifier) by a plunger metering micropump. In all the examples given, a constant molar ratio of the components in the feed was chosen, namely phenol:methanol:water = 1:5:1. The conditions and results of the alkylation in individual cases are summarized in Tables 3 to 10.
Tabulka 1Table 1
Podmínky přípravy katalyzátorů pro alkylaci, příklady 1 až 5Conditions for preparing catalysts for alkylation, examples 1 to 5
Vysvětlivky: a) přídavek Ti byl zajlšíován použitím FeSO4.7H2O, v němž byl Ti obsažen jako příměsExplanations: a) the addition of Ti was achieved by using FeSO 4 .7H 2 O, in which Ti was contained as an impurity
b) N = počet pracích cyklů; V = objem prací vody v jednom cyklu (1)b) N = number of washing cycles; V = volume of washing water in one cycle (1)
Tabulka 2Table 2
Analyticky stanovené atomární poměry prvků v hotových katalyzátorech podle příkladů 1 až 5Analytically determined atomic ratios of elements in the finished catalysts according to examples 1 to 5
Tabulka 3Table 3
Příklad 1, podmínky a výsledky alkylace fenoluExample 1, conditions and results of alkylation of phenol
Tabulka 5Table 5
Příklad 5, podmínky a výsledky alkyláce fenoluExample 5, conditions and results of alkylation of phenol
Vysvětlivky k tabulkám 3 až 7Explanations to tables 3 to 7
-1 -1-1 -1
F h ) specifický nástřik fenolu na jednotku hmotnostiF h ) specific injection of phenol per unit mass
T (°C) teplota v katalytickém loži o-kr orto-kresolT (°C) temperature in the catalytic bed o-cr ortho-cresol
2,6-x 2,6-xylenol2,6-x 2,6-xylenol
2,4-x2.4-x
2,4,6-TMF Vo-kr (% mol) V2,6-x (% mol) 2,4,6-TMF V o-kr (% mol) V 2,6-x (% mol)
2,4-xylenol 2,4,6-trimetylfenol výtěžek orto-kresolu výtěžek 2,6-xylenolu (vztaž. na zreagovaný fenol) (vztaženo na zreagovaný fenol)2,4-xylenol 2,4,6-trimethylphenol yield of ortho-cresol yield of 2,6-xylenol (relative to reacted phenol) (relative to reacted phenol)
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS861404A CS256996B1 (en) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | A method of alkylating phenolic compounds |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS861404A CS256996B1 (en) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | A method of alkylating phenolic compounds |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS140486A1 CS140486A1 (en) | 1987-09-17 |
CS256996B1 true CS256996B1 (en) | 1988-04-15 |
Family
ID=5348328
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS861404A CS256996B1 (en) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | A method of alkylating phenolic compounds |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS256996B1 (en) |
-
1986
- 1986-02-28 CS CS861404A patent/CS256996B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CS140486A1 (en) | 1987-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4209424A (en) | Catalyst for manufacturing amines from alcohols | |
JP4062647B2 (en) | Catalyst for steam reforming of methanol | |
US4302357A (en) | Catalyst for production of ethylene from ethanol | |
US5194675A (en) | Preparation of methyl formate | |
CA1072072A (en) | Process for the preparation of unsaturated acids from unsaturated aldehydes | |
JPH11217343A (en) | Synthesis of chemical industrial feedstock and high-octane fuel | |
DE2547309A1 (en) | PROCESS FOR ALKYLATING THE O-POSITION OF PHENOLIC COMPOUNDS | |
DE2853452C2 (en) | Process for the selective o-alkylation of phenols | |
CS213333B2 (en) | Method of making the catalyser | |
US3475344A (en) | Production of catalysts containing cobalt | |
KR20000048617A (en) | Catalyst for dehydrogenation of amino alcohols to amino carboxylic acids or of ethylene glycol (derivatives) to oxycarboxylic acids, method for their production and their use | |
US4401631A (en) | Process for the recovery of molybdenum from mixtures of molybdenum compounds with other metallic compounds | |
JPH07303836A (en) | Catalyst composition for ammo-oxidation and preparation of acrylonitrile or methacrylonitrile using the same | |
US4551444A (en) | Catalyst for alcohol synthesis | |
US4386226A (en) | Process for the ortho-alkylation of phenols | |
KR100277048B1 (en) | Hydrogen Production Method and Catalysts Used Thereon | |
US4227024A (en) | Preparation of 2,6-xylenol and catalyst composition useful therefor | |
SU1126205A3 (en) | Method for preparing catalyst of methanol synthesis | |
CS256996B1 (en) | A method of alkylating phenolic compounds | |
US4361709A (en) | Process for the production of o-alkylated phenols | |
EP0101563B1 (en) | Catalyst composition suited for synthesis of methanol | |
US4250111A (en) | Mixed catalyst for the hydrolysis of nitriles to amides | |
KR100738232B1 (en) | Method for preparing mixed metal oxide catalyst and method for preparing long chain aliphatic tertiary amine using the catalyst | |
KR100283706B1 (en) | Alcohol production method | |
JPH03130243A (en) | Method for preparation of glycolether |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20000228 |