CZ83297A3

CZ83297A3 - Způsob oxidace isoalkylaromatických uhlovodíků a katalyzátor pro provádění způsobu

Info

Publication number: CZ83297A3
Application number: CZ97832A
Authority: CZ
Inventors: Jan Zawadiak; Zbigniew Stec; Ulrich Knips; Robert Zellerhoff; Danuta Gilner; Beata Orlinska; Jerzy Polaczek
Original assignee: Rütgers Kureha Solvents GmbH
Priority date: 1996-03-20
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1998-03-18
Also published as: US5990357A; JPH1059883A; EP0796835A1; PL182675B1; CZ293692B6; DE59701685D1; PL313418A1; EP0796835B1

Description

Způsob oxidac® isoalkylaromatických uhlovodíků a katalyzátor pro provádění způsobu o<

Oblast techniky

Vynález se týká katalytické oxidace isoalkylaromatických uhlovodíků jakož i katalyzátoru pro provodění této reakce.

Dosavadní stav_techniky

Oxidace isoalkylaromatických uhlovodíků na organické ketony, alkoholy a peroxidy má velký průmyslový význam a používá se hlavně pro výrobu isoalkylaromatických hydroperoxidů,jejichž rozklad vede ke vzniku oodpovídajících hydroxyaromatických sloučenin. Zkoušelo se také získat z těchto surovin organické peroxidy.

Z PL 156 813 je znám způsob získávání dikumylperoxidu reakcí kumenu s kumylhydroperoxidem . JP 6 049 191 popisuje získávání dikumylperoxidu pomocí kondenzace kumylhydroperoxidu a 2-fenyl-2-prop,anolem ./CS Patentového spisu 198 676 je známo získávání dikumylperoxidu přímou oxidací vzduchem v přítomnosti kapronátu Železa při teplotě 94 °C, Tato reakce probíhá ale značně pomalu. Produkt ,získaný po 65 hodinách, obsahoval 21,7 % dikumylperoxidu ,

12,5 % acetofenonu a 22,2 % 2-fenylpropanolu.

V Keftekhimiya,Bd, 11,1971 ,862-866,bylo vysvětleno rovněž získávání bis-2-isopropylnaftylperoxidu,

2-isopropylnaftylalkoholu pomocí kyslíku v přítomnosti dusičněnu měůnatého a azodiisobutyronitrilu při teplo

-2tě 95 °C. Produkt ,získaný po 68 hodinách, obsahoval 34.1 % mol. bis-2-isopropylnaftylperoxidu ,

9,4 % mol, 2-isopropylnaftylalkoholu a 1,2 % mol, 2-ac e tylnaftalenu,

Tyto známé způsoby se.vyznačují dlouhou reakční dobou více než 10 hodin a nevyhovující konverzí použitého uhlovodíku, která obvykle nepřekračuje 60 %. Praktické a průmyslové využití této methody je proto omezené.

Poústata-Vynálezu

Vynález si klade proto za základní úlohu,dát k dispozici způsob, který by poskytl vyšší výtěžky organických ketonů, alkoholů a peroxidů při oxidaci isoalkylaromatických uhlovodíků.

Tato úloha je vyřešena katalytickou oxidací isoalkylaromatických uhlovodíků v kapalné fázi,přičemž se jako katalyzátor používá kovová sůl různého mocenství a alkylamonná sůl oebo alkylfosfoniová sůl, a reakce se provádí při teplotě 60 až 120 °C.

Vynález se dále týká katalyzátoru pro provádění této oxidace, který obsahuje kovovou sůl a alkylaraonnou sůl nebo alkylfosfoniovou sůl.

Kovové sole různého mocenství,které jsou podle vynálezu výhodné jsou soli mědi, soli kobaltu a soli manganu nebo směsi těchto solí. Anionty těchto kovových solí, které jsou podle vynálezu výhodné, jsou chloridy,bromidy,jodidy, dusičnany , sírany , hydrogensÍrány nebo sulfonáty.Dále může být aniontem aniont mastné kyseliny jako například stearát,

Μ ΓΗ ' - ^—· 'I^mi & * V «4- s Ml· - “.. W R-l·*

-3palmitát a stearát,

Alkylamonné sole, které jsou podle vynálezu výhodné a alkylfosfoniové sole,které jsou podle vynálezu výhodné ,jaou ty ,které mají s výhodou alkylový zbytek se 3 až 20 atomy uhlíku a kde aniont je chlorid, bromid, jodid,dusičnan,síran,hydrogensíran nebo sulfonát.

Molární poměr kovové soli rozdílného mocenství k alkylamonné soli nebo k alkylfosfoniové soli je 0,5 až 50 ku 1.

Reaktanty používané podle vynálezu jsou isoalkylaromáty obecného vzorce Ar-CHRR', kde R a R* jsou stejné nebo rozdílné a znamenají methyl,ethyl nebo propyl. Ar znamená fenyl a jeho homology jakož i naftyl a jeho homology, Homology fenylu jsou například toluyl, benzyl nebo xylyl jakož i fenyl substituovaný jedním nebo několika ethylovými ztytky. Homology naftylu jsou jeho methylderiváty a ethylderiváty.

Výhodné reaktanty způsobu podle vynálezu jsou isopropylaromáty nebo isobutylaromáty jako napři klad kumen, p-terc,- butylkumen /TBK/ , isopropylnaftalen /IPN /,isobutylnaftalen a 2,6-diisopropylnaftalen. Předpokladem pro provedení 2pŮsobu podle vynálezu je přítomnost terciárního atomu vodíku v alfa poloze k aromatickému kruhu.

Jestliže se jako 2-isopropylnaftalen použije jako reaktant,není současná přítomnost 1-isopropylnaftalenu kritická,

Reaktanty se konvertují při 60 až 120 °C v přítomnosti katalyzátoru, přičemž se katalyzátor ·- t· Ή —

-4může přidávat ke kapalnému reaktantu . Při teplotě konverze jsou reaktanty v kapalné formě. Molární poměr reaktantu ke kovové soli je u způsobu podle vynálezu s výhodou 4000 : 1 .až 80 : 1 .Molární poměr kovové soli různého mocenství k alkylamonné soli nebo alkylfosfoniové soli je s výhodou 0,5 až 50 ku 1 , Způsob se provádí beztlakovS.Doba reakce je 2 až 20 hodin.

Produkty způsobu podle vynálezu jsou arylalkyl ketony obecného vzorce Ar-CO-R , arylalkyl karbinoly obecného vzorce Ar - CRR^Z-O-O-CRR^Z a di/arylalkylperoxidy / obecného vzorce Ar-CRR^Z-O0-CRR*-Ar , kde Ar,R a R*mají výše uv děný význam. Příklady ketonů, získaných podle vynálezu, jsou acetonafton, acetofenon a 2,6-diacetylnaftalen . Příklady arylalkylkarbínolů, získaných podle vynálezu, jsou 2-/2-naftyl/isopropanol a kumylalkohol

Příklady diarylalkylperoxidů, získaných podle vynálezu jsou terciární symetrické bis/l-alkyl-1/1- nebo 2-naftyl/alkylperoxidy.

V závislosti na zvolených podmínkách oxidace se dají pomocí způsobu podle vynálezu získat za krátkou dobu koncentrace organických peroxidů asi 20 % hmotn. popřípadě koncentrace alkoholů a ketonů převyšující 45 % hmotn. ve směsi produktu. Ty· to produkty jsou cenné meziprodukty pro organické syntézy,prováděné pomocí reesterifikace,dehydrogenace a oxidace.Organické peroxidy jsou použi telné jako iniciátory a katalyzátory pro síťování při výrobě kaučuků.

-5Následující příklady slouží pro objasnění vynálezu.

Příklad 1

Do skleněného reaktoru o objemu 40 cnP,který je vybaven míchadlem, zpětným chladičem,perličkovým škrtícím ventilem, teploměrem a topným pláštěm, se zavede 0,28 molu kumenu,2,56 x 10”^ molu dihydrátu chloridu mě3natého a 5,36 x 10”^ molu tetraměthylamoniumbromidu /TBAB/ a reakční směs se potom zahřívá až na 110 °C za působení molekulárního kyslíku,který se vede skrz rychlostí 15 dnP/h po dobu 12 hodin.Konečný produkt obsa huje 32,5 % hmotn. dikumylperoxidu,18,6 % hmotn. 2-fenyl-2-propanolu a 23,6 % hmotn. acetofenonu.

Příklady 2 až/,11 se provádí stejným způsobem. Jejich reakční podmínky jsou uvedeny v následující tabulce.

H

PT ©

ΜΗ· ι

TBPhCl - tetrabutylfosfoniumchlorid >4

Η

W ω

o >

«+ φ

c+ ©

σ c

Γ+ <<

H £0 o

c

H

4» (fi-

1 1 1 I

H H

H O

co

—J

Ch

Ul

-h-

LU

to i »

o •-K •

1 1

to

H

to

PT

X*

pt

sr

PT

pt

* í 1

co

1

CO

1

p

q

1

q

1

ch

M

B

9

5

9

1

4

1

d

(D

Φ

φ

1

o

1

u

3

1

<

1

H

1

H·

l

2

1

3

I 1

1 I

©

1 J

1 1

ch

1

ř—¹

H

(-»

H

1

ro

1

H

H*

1-»

<3

H

1

o d

1

O

1

O

H

i

J

\

O

l

I

r+

1

( 1

©

' 1 t 1

H

H*

H

pj

1 l 1

Cb

š

d

1 . 1

Ul

ui

Ul

to

Ul

1 i

co H

si <+

| 1 i

1 1

ζ

H- pr

o pr

1 i

l 1

q

1 1

A

to

I-¹

Ch

Ul

to

A

Ρ»

co

1 1

\

O

í

O

1

3⁴

O

1

Ul

O

o

Ul

1

\

O-

l

I

I i

í

I

Ί u

I

I t

I

I i

I l

I

I )

I

I t

I

I il ,1

I ©

to M Ul Ch

to « Ul Ch

to M ,'Ul Ch

to w Ul Ch

to M ,U1 ch

H to w co o

o to Ch

to v Ul Ch

1 1 1 \ 1 9 l o

pr o <

o

9

co

O

o

Q

1 1— w 1 H- -4

q

c

q

a

r+

o

q

1 H

Φ-

Q

o

Q

O

Q

o*

Φ

o

:a

:o

Ω

1 o

H

(->

H

3

©

H

1 LU CO

PT

to

to ^;

©

4

to

to :

ru .

to

1 \

o

©

V

*

•

- ·

•

el·

©-

*

»

• '·

*

1

H

rl·

to

. I\3

to

Φ-

rl·

ch

ro

ru

to

1

Φ

©

w

K

ffi

3*

q

W

w

ffi

w

1

H

to .

to

o

to

ru

to

I

<<:

O

o

O

o

I

r+

I

H-

1 1 \

O

Ul

O

PT

Ul

LU

Lu

Ul

1 9

3

<<

w

-*

w

w'

M

w

1 o

Η·

LU

Lu

lu

LU

to

Lu

1 t-J

O

w

to

o

to

t » <!

<4

h3

i-3

1 H 1 o

©-

co rl·

£ >

to 2

g

s >

g

i ui co i q·

Φ- 9

CO

ÍT o H

ffi cn O

CD

to

CD

co

1 »

H

P-

t

κ

w

1 |

Η·

C

1 \

XJ

θ'

9

» ÍR t

Φ

co

q°

©

to

H

to

H

•Ί

H

O

Ch

<O

O

H

O

to

Ul

1 ET

o

O

d

w

M

<*

·»

t*

M

i 9

κ H-

N<

Φ

Ul

Ψ-

CO

O

-P-

o

-J

Ch

o

I o

(D

l <+

Ol

3

o

t 3

H-

1 \

•d

1

4

1 \

PT

o

to

1 & 1

Φ

Cb

3

lu

to

lu

to

H

r+

0

Φ

CO

H

kO

Ul

CD

lu

Ch

00

H

1 3*

O

PT

q

w

M

w

1 9

5

¢+

4

-u

Ul

o

O

<h

•p-

ti-

to

o

1 o

α

o

1 <+

Φ

t 3

3

i ·

o

1 \

PT

©

1 \

4

t |

σ' t-

3

Lo

LU

Lu

lu

to

LU

1 1 3·

Γ** 3

Φ

to

H

Ul

-4

co

<0

-3.

1.3 .

Ο-

»·

3'

··.-

w *. -

M

w

M

I O

Ι-'

4

4»

to

O

o

Ρ»

O

o

Ch

o

1 rl·

o<

1 3

Φ

i *

Claims

1. Způsob katalytické oxidace isoalkylaromatických uhlovodíků na ketony, alkoholy a peroxidy , vyznačující se tím, že se isoalkylaromatické uhlovodíky v kapalné fázi oxidují při teplotě 60 až 120 °C kyslíkem v přítomnosti katalyzátoru z kovové sole různého mocenství a alkylamonné sole nebo alkylfosfoniové sole.

2. Způsop podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jako kovové sole různého mocenství použijí sole mědi , kobaltu a/nebo manganu,

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že alkylamonné sole nebo alkylfosfoniové sole mají alespoň jeden alkylový zbytek se 3 až 20 atomy uhlíku.

4. Katalyzátor pro oxidaci isoalkylaromatických uhlovodíků, obsahující kovovou sůl, vybranou ze skupiny solí mědi, solí kobaltu a solí manganu nebo jejich směsi a alkylamonné soli nebo alkylfosfoniové soli v poměru 0,5 až 50 ku 1.

5. Katalyzátor podle nároku 4, vyznačující se tím, Že alkylamonná sůl nebo alkylfosfoniová sůl má alkylový zbytek se 3 až 20 atomy uhlíku.