DE102004055805A1 - Heterogeneous ruthenium catalyst on silica carrier, used in ring hydrogenation of carbocyclic compound, especially bisphenol A or F bisglycidyl ether, to corresponding cycloaliphatic compound, has alkaline earth metal ions on surface - Google Patents

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Abstract

Heterogeneous ruthenium catalyst containing silica as carrier material contains alkaline earth metals ions on its surface.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ruthenium-Heterogenkatalysator enthaltend Siliziumdioxid als Trägermaterial, ein Verfahren zur Hydrierung einer carbocyclischen aromatischen Gruppe zur entsprechenden carbocyclischen aliphatischen Gruppe, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Bisglycidylethers der Formel I

Figure 00010001
in der R CH3 oder H bedeutet, durch Kernhydrierung des entsprechenden aromatischen Bisglycidylethers der Formel II
Figure 00010002
in Gegenwart eines Katalysators sowie mit diesem Verfahren herstellbare Bisglycidylethers der Formel I.The present invention relates to a ruthenium heterogeneous catalyst containing silica as a support material, a process for the hydrogenation of a carbocyclic aromatic group to the corresponding carbocyclic aliphatic group, in particular a process for the preparation of a bisglycidyl ether of the formula I.
Figure 00010001
in which R denotes CH 3 or H, by nuclear hydrogenation of the corresponding aromatic bisglycidyl ether of the formula II
Figure 00010002
in the presence of a catalyst as well as bisglycidyl ethers of the formula I. which can be prepared by this process.

Die Verbindung II mit R = H wird auch Bis[glycidyloxiphenyl]methan (Molgewicht: 312 g/mol) genannt.The Compound II with R = H is also bis [glycidyloxiphenyl] methane (molecular weight: 312 g / mol).

Die Verbindung II mit R = CH3 wird auch 2,2-Bis[p-glycidyloxiphenyl]propan (Molgewicht: 340 g/mol) genannt.The compound II with R = CH 3 is also called 2,2-bis [p-glycidyloxiphenyl] propane (molecular weight: 340 g / mol).

Die Herstellung von cycloaliphatischen Oxiranverbindungen I, die keine aromatischen Gruppen aufweisen, ist für die Herstellung licht- und witterungsbeständiger Lacksysteme von besonderem Interesse. Grundsätzlich sind derartige Verbindungen durch Hydrierung von entsprechenden aromatischen Verbindungen II herstellbar. Die Verbindungen I werden daher auch als "kernhydrierte Bisglycidylether der Bisphenole A und F" bezeichnet.The Preparation of cycloaliphatic oxirane compounds I, the no have aromatic groups, is for the production of light and weatherproof Paint systems of particular interest. Basically, such compounds by hydrogenation of corresponding aromatic compounds II produced. The compounds I are therefore also termed "ring hydrogenated bisglycidyl ethers bisphenols A and F ".

Die Verbindungen II sind als Bestandteile von Lacksystemen seit langem bekannt (siehe J.W. Muskopf et al. "Epoxy Resins" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition on CD-ROM).The Compounds II have been used as components of paint systems for a long time (see J.W. Muskopf et al., "Epoxy Resins" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition on CD-ROM).

Problematisch ist jedoch die hohe Reaktivität der Oxirangruppen in der katalytischen Hydrierung. Unter den für die Hydrierung des aromatischen Kerns üblicherweise erforderlichen Reaktionsbedingungen werden diese Gruppen häufig zu Alkoholen reduziert. Aus diesem Grunde muss man die Hydrierung der Verbindungen II unter möglichst milden Bedingungen durchführen. Dies bedingt naturgemäß jedoch eine Verlangsamung der gewünschten Aromatenhydrierung.Problematic is however the high reactivity the oxirane groups in the catalytic hydrogenation. Among those for hydrogenation of the aromatic nucleus usually required reaction conditions, these groups are often too Alcohol reduced. For this reason you have to hydrogenate the Connections II under possible perform mild conditions. Naturally, however, this requires a slowdown of the desired Aromatics.

US-A-3,336,241 (Shell Oil Comp.) lehrt zur Herstellung cycloaliphatischer Verbindungen mit Epoxygruppen die Hydrierung von entsprechenden aromatischen Epoxyverbindungen mit Rhodium- und Rutheniumkatalysatoren. Die Aktivität der Katalysatoren nimmt nach einer Hydrierung so stark ab, dass in einem technischen Verfahren der Katalysator nach jeder Hydrierung gewechselt werden muss. Zudem lässt die Selektivität der dort beschriebenen Katalysatoren zu wünschen übrig.US-A-3,336,241 (Shell Oil Comp.) Teaches the preparation of cycloaliphatic compounds with epoxy groups the hydrogenation of corresponding aromatic Epoxy compounds with rhodium and ruthenium catalysts. The activity of the catalysts decreases after hydrogenation so much that in a technical Process the catalyst to be changed after each hydrogenation got to. In addition, leaves the selectivity of there described catalysts to be desired.

DE-A-36 29 632 und DE-A-39 19 228 (beide BASF AG) lehren die selektive Hydrierung der aromatischen Molekülteile von Bis[glycidyloxiphenyl]methan bzw. von 2,2-Bis[p-glycidyloxiphenyl]propan an Rutheniumoxidhydrat. Hierdurch wird die Selektivität der Hydrierung bezüglich der zu hydrierenden aromatischen Gruppen verbessert. Auch nach dieser Lehre empfiehlt es sich jedoch, den Katalysator nach jeder Hydrierung zu regenerieren, wobei sich die Abtrennung des Katalysators von der Reaktionsmischung als problematisch erweist.DE-A-36 29 632 and DE-A-39 19 228 (both BASF AG) teach the selective hydrogenation of the aromatic moieties of bis [glycidyloxiphenyl] methane or of 2,2-bis [p-glycidyloxiphenyl] propane to ruthenium oxide hydrate. This improves the selectivity of the hydrogenation with respect to the aromatic groups to be hydrogenated. However, according to this teaching, it is advisable to regenerate the catalyst after each hydrogenation, wherein the separation of the catalyst from the reaction mixture is problematic proves.

EP-A-678 512 (BASF AG) lehrt die selektive Hydrierung der aromatischen Molekülteile von aromatischen Verbindungen mit Oxirangruppen an Rutheniumkatalysatoren, vorzugsweise Rutheniumoxidhydrat, in Gegenwart von 0,2 bis 10 Gew.-% Wasser, bezogen auf den Reaktionsansatz. Durch die Anwesenheit von Wasser wird zwar die Abtrennung des Katalysators von der Reaktionsmischung erleichtert, die übrigen Nachteile dieser Katalysatoren wie verbesserungswürdige Standzeit werden hierdurch jedoch nicht behoben.EP-A-678 512 (BASF AG) teaches the selective hydrogenation of the aromatic moieties of aromatic compounds containing oxirane groups on ruthenium catalysts, preferably ruthenium oxide hydrate, in the presence of from 0.2 to 10% by weight Water, based on the reaction mixture. Due to the presence of water Although the separation of the catalyst from the reaction mixture relieved, the rest Disadvantages of these catalysts such as improved durability however, they will not be resolved.

EP-A-921 141 und EP-A1-1 270 633 (beide Mitsubishi Chem. Corp.) betreffen die selektive Hydrierung von Doppelbindungen in bestimmten Epoxyverbindungen in Gegenwart von Rh- und/oder Ru-Katalysatoren mit bestimmter Oberfläche bzw. in Gegenwart von Katalysatoren enthaltend Metalle der Platin-Gruppe.EP-A-921 141 and EP-A1-1 270 633 (both Mitsubishi Chem. Corp.) the selective hydrogenation of double bonds in certain epoxy compounds in the presence of Rh and / or Ru catalysts with a specific surface or in the presence of catalysts containing metals of the platinum group.

JP-A-2002 226380 (Dainippon) offenbart die Kernhydrierung von aromatischen Epoxyverbindungen in Gegenwart geträgerter Ru-Katalysatoren und einem Carbonsäureester als Lösungsmittel.JP-A-2002 226380 (Dainippon) discloses the nuclear hydrogenation of aromatic Epoxy compounds in the presence of supported Ru catalysts and a carboxylic acid ester as a solvent.

JP-A2-2001 261666 (Maruzen Petrochem.) betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Kernhydrierung aromatischer Epoxidverbindungen in Gegenwart von bevorzugt auf Aktivkohle oder Aluminiumoxid geträgerten Ru-Katalysatoren.JP-A2-2001 261666 (Maruzen Petrochem.) Relates to a continuous process Nuclear hydrogenation of aromatic epoxide compounds in the presence of preferably on activated carbon or alumina supported Ru catalysts.

Ein Artikel von Y. Hara et al. in Chem. Lett. 2002, Seiten 1116ff, betrifft die „Selective Hydrogenation of Aromatic Compounds Containing Epoxy Group over Rh/Graphite".One Article by Y. Hara et al. in Chem. Lett. 2002, pages 1116ff the "Selective Hydrogenation of Aromatic Compounds Containing Epoxy Group over Rh / Graphite ".

Tetrahedron Lett. 36, 6, Seiten 885-88, beschreibt die stereoselektive Kernhydrierung von substituierten Aromaten unter Verwendung von kolloidalem Ru.Tetrahedron Lett. 36, 6, pages 885-88, describes stereoselective nuclear hydrogenation of substituted aromatics using colloidal Ru.

JP 10-204002 (Dainippon) betrifft die Verwendung spezifischer, inbesondere Alkalimatall-dotierter Ru-Katalysatoren in Kerhydrierungsverfahren.JP 10-204002 (Dainippon) relates to the use of specific, in particular Alkali-doped Ru catalysts in a kryrogenation process.

JP-A-2002 249488 (Mitsubishi) lehrt Hydrierverfahren, in denen ein Edelmetallträgerkatalysator verwendet wird, dessen Chlorgehalt unter 1500 ppm beträgt.JP-A-2002 249488 (Mitsubishi) teaches hydrogenation processes in which a noble metal supported catalyst is used, the chlorine content is below 1500 ppm.

WO-A1-03/103 830 und WO-A1-04/009 526 (beide Oxeno) betreffen die Hydrierung von aromatischen Verbindungen, insbesondere die Herstellung von alicyclischen Polycarbonsäuren oder deren Estern durch Kernhydrierung der entsprechenden aromatischen Polycarbonsäuren oder deren Ester, sowie hierfür geeignete Katalysatoren.WO-A1-03 / 103 830 and WO-A1-04 / 009 526 (both Oxeno) relate to the hydrogenation of aromatic compounds, in particular the production of alicyclic polycarboxylic acids or their esters by nuclear hydrogenation of the corresponding aromatic polycarboxylic or their esters, and this suitable catalysts.

Die Verfahren des Standes der Technik haben den Nachteil, dass die eingesetzten Katalysatoren nur geringe Standzeiten aufweisen und in der Regel nach jeder Hydrierung aufwendig regeneriert werden müssen. Auch lässt die Aktivität der Katalysatoren zu wünschen übrig, so dass unter den für eine selektive Hydrierung erforderlichen Reaktionsbedingungen nur geringe Raum-Zeit-Ausbeuten, bezogen auf den eingesetzten Katalysator erhalten werden. Dies ist jedoch im Hinblick auf die hohen Kosten für Ruthenium und damit für den Katalysator wirtschaftlich nicht vertretbar.The Prior art processes have the disadvantage that the used Catalysts have low lifetimes and usually must be regenerated consuming after each hydrogenation. Also lets the activity the catalysts to be desired, so that under the for a selective hydrogenation required reaction conditions only low space-time yields, based on the catalyst used to be obtained. However, this is in view of the high cost for ruthenium and for that the catalyst economically unreasonable.

EP-A2-814 098 (BASF AG) betrifft u.a. Verfahren zur Kernhydrierung organischer Verbindungen in Gegenwart spezieller geträgerter Ru-Katalysatoren.EP-A2-814 098 (BASF AG) relates inter alia. Process for the nuclear hydrogenation of organic Compounds in the presence of specific supported Ru catalysts.

WO-A2-02/100 538 (BASF AG) beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von bestimmten cycloaliphatischen Verbindungen, die Seitenketten mit Epoxidgruppen aufweisen, durch heterogen-katalytische Hydrierung einer entsprechenden Verbindung, die wenigstens eine carbocyclische, aromatische Gruppe und wenigstens eine Seitenkette mit wenigstens einer Epoxid-Gruppe aufweist, an einem Ruthenium-Katalysator.WO-A2-02 / 100 538 (BASF AG) describes a process for the preparation of certain cycloaliphatic compounds containing side chains with epoxide groups have, by heterogeneous catalytic hydrogenation of a corresponding A compound containing at least one carbocyclic aromatic group and at least one side chain having at least one epoxide group has, on a ruthenium catalyst.

Der Ruthenium-Katalysator ist erhältlich durch

  • i) ein oder mehrfaches Behandeln eines Trägermaterials auf Basis von amorphem Siliziumdioxid mit einer halogenfreien wässrigen Lösung einer niedermolekularen Rutheniumverbindung und anschließendes Trocknen des behandelten Trägermaterials bei einer Temperatur unterhalb 200°C,
  • ii) Reduktion des in i) erhaltenen Feststoffs mit Wasserstoff bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 350°C,
wobei man und Schritt ii) unmittelbar im Anschluss an Schritt i) durchführt.The ruthenium catalyst is available through
  • i) one or more treatment of an amorphous silica-based support material with a halogen-free aqueous solution of a low-molecular-weight ruthenium compound and subsequent drying of the treated support material at a temperature below 200 ° C.,
  • ii) reduction of the solid obtained in i) with hydrogen at a temperature in the range of 100 to 350 ° C,
wherein one and step ii) immediately after step i) performs.

WO-A2-02/100538 lehrt, dass es sich bei den eingesetzten Verbindungen „sowohl um monomere als auch um oligomere oder polymere Verbindungen handeln" kann (Seite 9 oben).WO-A2-02 / 100538 teaches that the compounds used "both can be monomeric as well as oligomeric or polymeric compounds "(page 9 above).

WO-A2-02/100 538 lehrt nichts über den Zusatz von Erdalkalimetallionen.WO-A2-02 / 100 538 teaches nothing the addition of alkaline earth metal ions.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes selektives Verfahren für die Hydrierung aromatischer Gruppen zu den entsprechenden "kernhydrierten" Gruppen bereitzustellen, mit dem hohe Ausbeuten und Raum-Zeit-Ausbeuten, [Produktmenge/(Katalysatorvolumen·Zeit)](kg/(I·h)), [Produktmenge/(Reaktorvolumen·Zelt)](kg/(IReaktor·h)), bezogen auf den eingesetzten Katalysator erreicht werden können und in welchem die eingesetzten Katalysatoren ohne Aufarbeitung mehrfach für Hydrierungen eingesetzt werden können. Insbesondere sollten gegenüber dem Verfahren der WO-A2-02/100 538 höhere Katalysatorstandzeiten erreicht werden.It is an object of the present invention to provide an improved selective process for the hydrogenation of aromatic groups to the corresponding "core hydrogenated" groups, with high yields and space-time yields, [product amount / (catalyst volume · time)] (kg / ( I · h)), [product amount / (reactor volume · tent)] (kg / (I reactor · h)), based on the catalyst used, and in which the catalysts used can be used repeatedly for hydrogenations without work-up. In particular, compared with the process of WO-A2-02 / 100 538, higher catalyst service lives should be achieved.

Demgemäß wurde ein Ruthenium-Heterogenkatalysator enthaltend Siliziumdioxid als Trägermaterial, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass die Katalysatoroberfläche Erdalkalimetallionen (M2+) enthält, ein Verfahren zur Hydrierung einer carbocyclischen aromatischen Gruppe zur entsprechenden carbocyclischen aliphatischen Gruppe, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung der Bisglycidylether der Formel I

Figure 00040001
in der R CH3 oder H bedeutet, durch Kernhydrierung des entsprechenden aromatischen Bisglycidylethers der Formel II
Figure 00040002
welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man den o.g. Ruthenium-Heterogenkatalysator einsetzt, und Bisglycidylether der Formel I, herstellbar durch das o.g. Verfahren, gefunden.Accordingly, a ruthenium heterogeneous catalyst containing silica as a support material, which is characterized in that the catalyst surface contains alkaline earth metal ions (M 2+ ), has been a process for hydrogenating a carbocyclic aromatic group to the corresponding carbocyclic aliphatic group, in particular, a process for producing the bisglycidyl ethers of the formula I
Figure 00040001
in which R denotes CH 3 or H, by nuclear hydrogenation of the corresponding aromatic bisglycidyl ether of the formula II
Figure 00040002
which is characterized in that the above-mentioned ruthenium heterogeneous catalyst is used, and bis-glycidyl ethers of the formula I, which can be prepared by the abovementioned process, are found.

Ein wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemäßen Katalysatoren ist das Trägermaterial auf Basis von amorphem Siliziumdioxid. Unter dem Begriff "amorph" versteht man in diesem Zusammenhang, dass der Anteil kristalliner Siliziumdioxid-Phasen weniger als 10 Gew.-% des Trägermaterials ausmacht. Die zur Herstellung der Katalysatoren verwendeten Trägermaterialien können allerdings Überstrukturen aufweisen, die durch regelmässige Anordnung von Poren im Trägermaterial gebildet werden.One An essential component of the catalysts according to the invention is the support material based on amorphous silicon dioxide. The term "amorphous" is understood in In this context, that the proportion of crystalline silica phases less than 10% by weight of the carrier material accounts. The support materials used to prepare the catalysts can however superstructures have, by regular Arrangement of pores in the carrier material be formed.

Die Katalysatoroberfläche der erfindungsgemäßen Katalysatoren enthält Erdalkalimetallionen (M2+), also M = Be, Mg, Ca, Sr und/oder Ba, insbesondere Mg und/oder Ca, ganz besonders Mg.The catalyst surface of the catalysts according to the invention contains alkaline earth metal ions (M 2+ ), ie M = Be, Mg, Ca, Sr and / or Ba, in particular Mg and / or Ca, very particularly Mg.

Als Trägermaterialien kommen grundsätzlich amorphen Siliziumdioxid-Typen in Betracht, die wenigstens zu 90 Gew.-% aus Siliziumdioxid bestehen, wobei die verbleibenden 10 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.-%, des Trägermaterials auch ein anderes oxidisches Material sein können, z.B. MgO, CaO, TiO2, ZrO2, Fe2O3 und/oder Alkalimetalloxid.Suitable support materials are in principle amorphous silicon dioxide types which consist of at least 90% by weight of silicon dioxide, the remaining 10% by weight, preferably not more than 5% by weight, of the support material also being another oxidic material can, for example MgO, CaO, TiO 2 , ZrO 2 , Fe 2 O 3 and / or alkali metal oxide.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Trägermaterial halogenfrei, insbesondere chlorfrei, d. h. der Gehalt an Halogen im Trägermaterial beträgt weniger als 500 Gew.-ppm, z.B. im Bereich von 0 bis 400 Gew.-ppm.In a preferred embodiment The invention is the carrier material halogen-free, especially chlorine-free, d. H. the content of halogen in the carrier material is less than 500 ppm by weight, e.g. in the range of 0 to 400 ppm by weight.

Bevorzugt sind Trägermaterialien, die eine spezifische Oberfläche im Bereich von 30 bis 700 m2/g, vorzugsweise 30 bis 450 m2/g, (BET-Oberfläche nach DIN 66131) aufweisen.Preference is given to support materials which have a specific surface area in the range from 30 to 700 m 2 / g, preferably from 30 to 450 m 2 / g (BET surface area to DIN 66131).

Geeignete amorphe Trägermaterialien auf Basis von Siliziumdioxid sind dem Fachmann geläufig und kommerziell erhältlich (siehe z.B. O.W. Flörke, "Silica" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 6th Edition on CD-ROM). Sie können sowohl natürlichen Ursprungs als auch künstlich hergestellt worden sein. Beispiele für geeignete amorphe Trägermaterialien auf Basis von Siliziumdioxid sind Kieselgele, Kieselgur, pyrogene Kieselsäuren und Fällungskieselsäuren. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Katalysatoren Kieselgele als Trägermaterialien auf.suitable amorphous carrier materials based on silica are familiar to the expert and commercial available See, for example, O.W. Flörke, "Silica" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 6th Edition on CD-ROM). You can both natural Origin as well as artificial have been produced. Examples of suitable amorphous support materials based on silica are silica gels, diatomaceous earth, pyrogenic silicas and precipitated silicas. In a preferred embodiment According to the invention, the catalysts comprise silica gels as support materials on.

Je nach Ausgestaltung der Erfindung kann das Trägermaterial unterschiedliche Gestalt aufweisen. Sofern das Verfahren als Suspensionsverfahren ausgestaltet ist, wird man zur Herstellung der erfindungsgemäßen Katalysatoren üblicherweise das Trägermaterial in Form eines feinteiligen Pulvers einsetzen. Vorzugsweise weist das Pulver Teilchengrössen im Bereich von 1 bis 200 μm insbesondere 1 bis 100 μm auf. Bei Einsatz des Katalysators in Katalysatorfestbetten verwendet man üblicherweise Formkörper aus dem Trägermaterial, die z.B. durch Extrudieren, Strangpressen oder Tablettieren erhältlich sind und die z.B. die Form von Kugeln, Tabletten, Zylindern, Strängen, Ringen bzw. Hohlzylindern, Sternen und dergleichen aufweisen können. Die Abmessungen dieser Formkörper bewegen sich üblicherweise im Bereich von 1 mm bis 25 mm. Häufig werden Katalysatorstränge mit Strangdurchmessern von 1,5 bis 5 mm und Stranglängen von 2 bis 25 mm eingesetzt.ever According to an embodiment of the invention, the carrier material may be different Have shape. Unless the process is a suspension process is configured, it is customary for the preparation of the catalysts of the invention the carrier material in the form of a finely divided powder. Preferably the powder particle sizes in the range of 1 to 200 μm in particular 1 to 100 μm on. When using the catalyst used in fixed catalyst beds usually moldings from the substrate, the e.g. are available by extrusion, extrusion or tableting and the e.g. the shape of spheres, tablets, cylinders, strands, rings or hollow cylinders, stars and the like may have. The dimensions this shaped body usually move in the range of 1 mm to 25 mm. Often become catalyst strands with strand diameters of 1.5 to 5 mm and strand lengths of 2 to 25 mm used.

Der Gehalt an Ruthenium in den Katalysatoren kann über einen breiten Bereich variiert werden. Bevorzugt wird er wenigstens 0,1 Gew.-%, vorzugsweise wenigstens 0,2 Gew.-% betragen und häufig einen Wert von 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des Trägermaterials und gerechnet als elementares Ruthenium, nicht überschreiten. Vorzugsweise liegt der Gehalt an Ruthenium im Bereich von 0,2 bis 7 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 0,4 bis 5 Gew.-%, z.B. 1,5 bis 2 Gew.-%.Of the Content of ruthenium in the catalysts can be varied over a wide range become. It is preferably at least 0.1% by weight, preferably at least 0.2 wt .-% and often a value of 10 wt .-%, each based on the weight of the carrier material and calculated as elemental ruthenium, do not exceed. Preferably the content of ruthenium is in the range of 0.2 to 7 wt .-% and in particular in the range of 0.4 to 5% by weight, e.g. 1.5 to 2 wt .-%.

Der Gehalt an Erdalkalimetallions/en (M2+) in der Katalysatoroberfläche beträgt bevorzugt 0,01 bis 1 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 0,5 Gew.-%, ganz besonders 0,1 bis 0,25 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des Siliziumdioxid-Trägermaterials.The content of alkaline earth metal ions (M 2+ ) in the catalyst surface is preferably 0.01 to 1% by weight, in particular 0.05 to 0.5% by weight, very particularly 0.1 to 0.25% by weight. -%, in each case based on the weight of the silica support material.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Ruthenium-Katalysatoren erfolgt bevorzugt dadurch, dass man zunächst das Trägermaterial mit einer Lösung einer niedermolekularen Rutheniumverbindung, im Folgenden als (Ruthenium)prekursor bezeichnet, in einer Weise behandelt, dass die gewünschte Menge an Ruthenium vom Trägermaterial aufgenommen wird. Bevorzugte Lösungsmittel sind hier Eisessig, Wasser oder Mischungen hiervon. Dieser Schritt wird im Folgenden auch als Tränken bezeichnet. Anschließend wird der so behandelte Träger, bevorzugt unter Einhaltung der unten angegebenen Temperaturobergrenzen, getrocknet. Gegebenenfalls wird dann der so erhaltene Feststoff erneut mit der wässrigen Lösung des Rutheniumprekursors behandelt und erneut getrocknet. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis die vom Trägermaterial aufgenommene Menge an Rutheniumverbindung dem gewünschten Rutheniumgehalt im Katalysator entspricht.The Preparation of the ruthenium catalysts according to the invention is preferably carried out by first of all the carrier material with a solution of a low molecular weight ruthenium compound, hereinafter referred to as (ruthenium) precursor designated, treated in a way that the desired amount on ruthenium from the carrier material is recorded. Preferred solvents here are glacial acetic acid, water or mixtures thereof. This step is hereafter also called potions designated. Subsequently becomes the carrier thus treated, preferably in compliance with the upper temperature limits specified below, dried. Optionally, then the thus obtained solid again with the aqueous solution treated ruthenium precursor and dried again. This The process is repeated until the amount absorbed by the carrier material to ruthenium compound the desired Ruthenium content in the catalyst corresponds.

Das Behandeln bzw. Tränken des Trägermaterials kann in unterschiedlicher Weise erfolgen und richtet sich in bekannter Weise nach der Gestalt des Trägermaterials. Beispielsweise kann man das Trägermaterial mit der Prekursor-Lösung besprühen oder spülen oder das Trägermaterial in der Prekursor-Lösung suspendieren. Beispielsweise kann man das Trägermaterial in der wässrigen Lösung des Rutheniumprekursors suspendieren und nach einer gewissen Zeit vom wässrigen Überstand abfiltrieren. Über die aufgenommene Flüssigkeitsmenge und die Ruthenium-Konzentration der Lösung kann dann der Rutheniumgehalt des Katalysators in einfacher Weise gesteuert werden. Das Tränken des Trägermaterials kann beispielsweise auch dadurch erfolgen, dass man den Träger mit einer definierten Menge der Lösung des Rutheniumprekursors behandelt, die der maximalen Flüssigkeitsmenge entspricht, die das Trägermaterial aufnehmen kann. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise das Trägermaterial mit der erforderlichen Flüssigkeitsmenge besprühen. Geeignete Apparaturen hierfür sind die zum Vermengen von Flüssigkeiten mit Feststoffen üblicherweise verwendeten Apparate (siehe Vauck/Müller, Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik, 10. Auflage, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, 1994, S. 405 ff.), beispielsweise Taumeltrockner, Tränktrommeln, Trommelmischer, Schaufelmischer und dergleichen. Monolithische Träger werden üblicherweise mit den wässrigen Lösungen des Rutheniumprekursors gespült.The Treat or soak of the carrier material can be done in different ways and is based in well-known Way after the shape of the substrate. For example, you can with the carrier material the precursor solution spray or rinse or the carrier material in the precursor solution suspend. For example, you can the carrier material in the aqueous solution of the ruthenium precursor and after a certain time from the aqueous supernatant Filter off. about the amount of liquid absorbed and the ruthenium concentration of the solution may then be the ruthenium content the catalyst can be controlled in a simple manner. The soaking of the support material For example, it can also be done by using the carrier a defined amount of the solution the ruthenium precursor treats the maximum amount of fluid corresponds to the carrier material can record. For this purpose, for example, the carrier material with the required amount of fluid spray. Suitable equipment for this are the ones for mixing liquids with solids usually used apparatus (see Vauck / Müller, basic operations chemical Process Engineering, 10th edition, German publishing house for primary industry, 1994, p. 405 ff.), For example tumble dryers, trough drums, Drum mixer, paddle mixer and the like. Monolithic carriers are commonly used with the watery Solutions of the Rinsed ruthenium precursors.

Die zum Tränken eingesetzten Lösungen sind vorzugsweise halogenarm, insbesondere chlorarm, d.h. sie enthalten kein oder weniger als 500 Gew.-ppm, insbesondere weniger als 100 Gew.-ppm Halogen, z.B. 0 bis < 80 Gew.-ppm Halogen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung. Als Rutheniumprekursoren werden daher neben RuCl3 bevorzugt solche Rutheniumverbindungen eingesetzt, die kein chemisch gebundenes Halogen enthalten und die in dem Lösungsmittel hinreichend löslich sind. Hierzu zählen z.B. Ruthenium(III)nitrosylnitrat(Ru(NO)(NO3)3), Ruthenium(III)acetat sowie die Alkalimetallruthenate(IV) wie Natrium- und Kaliumruthenat(IV).The solutions used for impregnating are preferably low in halogen, in particular low in chlorine, ie they contain no or less than 500 ppm by weight, in particular less than 100 ppm by weight of halogen, for example 0 to <80 ppm by weight of halogen, based on the total weight the solution. As Rutheniumprekursoren therefore, in addition to RuCl 3 preferably those ruthenium compounds are used which contain no chemically bound halogen and which are sufficiently soluble in the solvent. These include, for example, ruthenium (III) nitrosyl nitrate (Ru (NO) (NO 3 ) 3 ), ruthenium (III) acetate and the alkali metal ruthenates (IV) such as sodium and potassium ruthenate (IV).

Ganz besonders bevorzugter Ru-prekursor ist Ru(III)acetat. Diese Ru-Verbindung ist üblicherweise gelöst in Essigsäure oder Eisessig, doch kann sie auch als Feststoff verwendet werden. Der erfindungsgemäße Katalysator kann ohne Verwendung von Wasser hergestellt werden.All particularly preferred Ru precursor is Ru (III) acetate. This Ru connection is usually dissolved in acetic acid or Glacial acetic acid, but it can also be used as a solid. Of the catalyst according to the invention can be made without using water.

Viele Rutheniumprekursoren werden kommerziell als Lösung angeboten, doch auch die übereinstimmenden Feststoffe können verwendet werden. Diese Prekursoren können entweder mit der gleichen Komponente, als das angebotene Lösemittel, wie z.B. Salpetersäure, Essigsäure, Salzsäure, oder vorzugsweise mit Wasser gelöst oder verdünnt werden. Auch Mischungen von Wasser bzw. Lösemittel mit bis zu 50 Vol.-% eines oder mehrerer mit Wasser bzw. Lösemittel mischbarer organischer Lösungsmittel, z.B. Mischungen mit C1-C4-Alkanolen wie Methanol, Ethanol, n-Propanol oder Isopropanol, können verwendet werden. Alle Mischungen sollten so gewählt werden, dass eine Lösung oder Phase vorliegt. Die Konzentration des Rutheniumprekursors in den Lösungen richtet sich naturgemäß nach der aufzubringenden Menge an Rutheniumprekursor und der Aufnahmekapazität des Trägermaterials für die Lösung und liegt bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-%.Many ruthenium precursors are offered commercially as a solution, but the same solids can be used as well. These precursors can be dissolved or diluted either with the same component as the solvent offered, such as nitric acid, acetic acid, hydrochloric acid, or preferably with water. It is also possible to use mixtures of water or solvent with up to 50% by volume of one or more organic solvents which are miscible with water or solvents, for example mixtures with C 1 -C 4 -alkanols, such as methanol, ethanol, n-propanol or isopropanol become. All mixtures should be chosen so that there is a solution or phase. The concentration of the ruthenium precursor in the solutions naturally depends on the amount of ruthenium precursor to be applied and the absorption capacity of the carrier material for the solution, and is preferably in the range from 0.1 to 20% by weight.

Das Trocknen kann nach den üblichen Verfahren der Feststofftrocknung unter Einhaltung der unten genannten Temperaturobergrenzen erfolgen. Die Einhaltung der Obergrenze der Trocknungstemperaturen ist für die Qualität, d.h. die Aktivität des Katalysators wichtig. Ein Überschreiten der unten angegebenen Trocknungstemperaturen führt zu einem deutlichen Verlust an Aktivität. Ein Kalzinieren des Trägers bei höheren Temperaturen, z.B. oberhalb 300°C oder gar 400°C, wie es im Stand der Technik vorgeschlagen wird, ist nicht nur überflüssig sondern wirkt sich auch nachteilig auf die Aktivität des Katalysators aus. Zur Erreichung hinreichender Trocknungsgeschwindigkeiten erfolgt die Trocknung bevorzugt bei erhöhter Temperatur, bevorzugt bei ≤ 180°C, besonders bei ≤ 160°C, und bei wenigstens 40°C, insbesondere wenigstens 70°C, speziell wenigstens 100°C, ganz besonders wenigstens 140°C.The Drying can be done according to the usual Method of drying solids in compliance with the below Upper temperature limits occur. Compliance with the upper limit of Drying temperatures is for the quality, i.e. the activity of the catalyst important. A crossing The drying temperatures listed below lead to a significant loss in activity. A calcining of the vehicle at higher temperatures, e.g. above 300 ° C or even 400 ° C, as proposed in the prior art is not only superfluous, but also adversely affects the activity of the catalyst. to Achieving adequate drying rates is the Drying is preferred at elevated temperatures Temperature, preferably at ≤ 180 ° C, especially at ≤ 160 ° C, and at at least 40 ° C, in particular at least 70 ° C, especially at least 100 ° C, especially at least 140 ° C.

Die Trocknung des mit dem Rutheniumprekursor getränkten Feststoffs erfolgt üblicherweise unter Normaldruck wobei zur Förderung der Trocknung auch ein verminderter Druck angewendet werden kann. Häufig wird man zur Förderung der Trocknung einen Gasstrom über bzw. durch das zu trocknende Gut leiten, z.B. Luft oder Stickstoff.The Drying of the solid impregnated with the ruthenium precursor is usually carried out under normal pressure while promoting The drying can also be applied a reduced pressure. Frequently becomes one for promotion drying a gas stream over or through the material to be dried, e.g. Air or nitrogen.

Die Trocknungsdauer hängt naturgemäß von dem gewünschten Grad der Trocknung und der Trocknungstemperatur ab und liegt bevorzugt im Bereich von 1 h bis 30 h, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 10 h.The Drying time hangs by nature of that desired Degree of drying and drying temperature and is preferred in the range of 1 h to 30 h, preferably in the range of 2 to 10 H.

Vorzugsweise führt man die Trocknung des behandelten Trägermaterials soweit, dass der Gehalt an Wasser bzw. an flüchtigen Lösungsmittelbestandteilen vor der anschließenden Reduktion weniger als 5 Gew.-%, insbesondere nicht mehr als 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Feststoffs ausmacht. Die angegebenen Gewichtsanteile beziehen sich hierbei auf den Gewichtsverlust des Feststoffs, bestimmt bei einer Temperatur von 160°C, einem Druck von 1 bar und einer Dauer von 10 Min. Auf diese Weise kann die Aktivität der erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren weiter gesteigert werden.Preferably you lead the drying of the treated carrier material so far that the content of water or of volatile solvent components before the subsequent Reduction of less than 5% by weight, in particular not more than 2% by weight, based on the total weight of the solid. The specified Parts by weight are based on the weight loss of the Solid, determined at a temperature of 160 ° C, a Pressure of 1 bar and a duration of 10 min. In this way can the activity the invention used Catalysts are further increased.

Vorzugsweise erfolgt das Trocknen unter Bewegen des mit der Prekursor-Lösung behandelten Feststoffs, beispielsweise durch Trocknen des Feststoffs in einem Drehrohrofen oder einem Drehkugelofen. Auf diese Weise kann die Aktivität der erfindungsgemäßen Katalysatoren weiter gesteigert werden.Preferably the drying is carried out while moving the treated with the precursor solution Solid, for example, by drying the solid in one Rotary kiln or a rotary kiln. In this way, the activity the catalysts of the invention be further increased.

Die Überführung des nach dem Trocknen erhaltenen Feststoffs in seine katalytisch aktive Form erfolgt durch Reduzieren des Feststoffs bei den oben angegebenen Temperaturen in an sich bekannter Weise.The transfer of the after drying obtained solid in its catalytically active Form takes place by reducing the solid in the above Temperatures in a conventional manner.

Zu diesem Zweck bringt man das Trägermaterial bei den oben angegebenen Temperaturen mit Wasserstoff oder einer Mischung aus Wasserstoff und einem Inertgas in Kontakt. Der Wasserstoffabsolutdruck ist für das Ergebnis der Reduktion von untergeordneter Bedeutung und wird z.B. im Bereich von 0,2 bar bis 1,5 bar variiert werden. Häufig erfolgt die Hydrierung des Katalysatormaterials bei Wasserstoffnormaldruck im Wasserstoffstrom. Vorzugsweise erfolgt die Reduktion unter Bewegen des Feststoffs, beispielsweise durch Reduzieren des Feststoffs in einem Drehrohrofen oder einem Drehkugelofen. Auf diese Weise kann die Aktivität der erfindungsgemäßen Katalysatoren weiter gesteigert werden.To For this purpose you bring the carrier material at the temperatures given above with hydrogen or a Mixture of hydrogen and an inert gas in contact. The hydrogen absolute pressure is for the result of the reduction of minor importance and will e.g. be varied in the range of 0.2 bar to 1.5 bar. Often done the hydrogenation of the catalyst material at normal hydrogen pressure in the hydrogen stream. Preferably, the reduction is done by moving of the solid, for example by reducing the solid in a rotary kiln or a rotary kiln. This way you can the activity the catalysts of the invention be further increased.

Die Reduktion kann auch mittels organischer Reduktionsreagenzien wie Hydrazin, Formaldehyd, Formiaten oder Acetaten erfolgen.The Reduction can also be achieved by means of organic reduction reagents such as Hydrazine, formaldehyde, formates or acetates done.

Im Anschluss an die Reduktion kann der Katalysator zur Verbesserung der Handhabbarkeit in bekannter Weise passiviert werden, z.B. indem man den Katalysator kurzfristig mit einem Sauerstoff-haltigen Gas, z.B. Luft, vorzugsweise jedoch mit einer 1 bis 10 Vol.-% Sauerstoff enthaltenden Inertgasmischung, behandelt. Auch CO2 oder CO2/O2-Mischungen können hier angewendet werden.Following the reduction, the catalyst can be passivated in a known manner to improve the handling, for example by briefly mixing the catalyst with an oxygen-containing gas, For example, air, but preferably with a 1 to 10 vol .-% oxygen-containing inert gas mixture treated. CO 2 or CO 2 / O 2 mixtures can also be used here.

Der aktive Katalysator kann auch unter einem inerten organischen Lösungsmittel, z.B. Ethylenglykol, aufbewahrt werden.Of the active catalyst can also be added under an inert organic solvent, e.g. Ethylene glycol, be kept.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysators kann in einer bevorzugten Durchführungsform der Ruthenium-Katalysator-Vorläufer, z.B. wie oben hergestellt oder wie in WO-A2-02/100538 (BASF AG) beschrieben hergestellt, mit einer Lösung eines oder mehrerer Erdalkalimetall(II)salze imprägniert werden.to Preparation of the catalyst according to the invention can in a preferred embodiment of the Ruthenium catalyst precursor, e.g. as prepared above or as in WO-A2-02 / 100538 (BASF AG) prepared with a solution of one or more alkaline earth metal (II) salts waterproof become.

Bevorzugte Erdalkalimetall(II)salze sind entsprechende Nitrate, wie insbesondere Magnesiumnitrat und Calciumnitrat.preferred Alkaline earth metal (II) salts are corresponding nitrates, in particular Magnesium nitrate and calcium nitrate.

Bevorzugtes Lösungsmittel für die Erdalkalimetall(II)salze in diesem Imprägnierungsschritt ist Wasser. Die Konzentration des Erdalkalimetall(II)salzes im Lösungsmittel beträgt z.B. 0,01 bis 1 mol/Liter.preferred solvent for the Alkaline earth metal (II) salts in this impregnation step is water. The Concentration of the alkaline earth metal (II) salt in the solvent is e.g. 0.01 to 1 mol / liter.

Z.B. wird der in einem Rohr eingebaute Ru/SiO2-Katalysator mit einem Strom einer wässrigen Lösung des Erdalkalimetallsalzes kontaktiert. Der zu imprägnierende Katalysator kann auch mit einer überstehenden Lösung des Erdalkalimetallsalzes behandelt werden.For example, the Ru / SiO 2 catalyst incorporated in a pipe is contacted with a stream of an aqueous solution of the alkaline earth metal salt. The catalyst to be impregnated may also be treated with a supernatant solution of the alkaline earth metal salt.

Bevorzugt findet so eine Sättigung des Ru/SiO2-Katalysators, insbesondere seiner Oberfläche, mit dem oder den Erdalkalimetallion/en statt.Such saturation of the Ru / SiO 2 catalyst, in particular its surface, preferably takes place with the alkaline earth metal ion (s).

Überschüssiges Erdalkalimetallsalz und nicht immobilisierte Erdalkalimetallionen wird/werden vom Katalysator gespült (N2O-Spülung, Katalysatorwaschung).Excess alkaline earth metal salt and non-immobilized alkaline earth metal ions are / are flushed by the catalyst (N 2 O purging, catalyst washing).

Für vereinfachte Handhabung, z.B. Einbau in einem Reaktorrohr, kann der erfindungsgemäße Katalysator nach der Imprägnierung getrocknet werden. Die Trocknung kann dafür z.B. in einem Ofen bei < 200°C, z.B. bei 50 bis 190°C, besonders bevorzugt bei < 140°C, z. B. bei 60 bis 130°C, durchgeführt werden.For simplified Handling, e.g. Installation in a reactor tube, the catalyst of the invention can after impregnation be dried. The drying can be done e.g. in an oven at <200 ° C, e.g. at 50 to 190 ° C, particularly preferably at <140 ° C, z. B. at 60 to 130 ° C, carried out become.

Dieses Imprägnierungsverfahren kann ex situ oder in situ durchgeführt werden: Ex situ heißt vor Einbau des Katalysators in den Reaktor, in situ bedeutet im Reaktor (nach dem Katalysatoreinbau).This impregnation process can be carried out ex situ or in situ: ex situ means before installation of the catalyst in the reactor, in situ means in the reactor (according to the catalyst installation).

In einer Verfahrensvariante kann die Imprägnierung der Katalysatoroberfläche mit Erdalkalimetallionen auch in situ dadurch erfolgen, dass der Lösung des zu hydrierenden aromatischen Substrats (Edukts) Erdalkalimetallionen, z.B. in Form von gelösten Erdalkalimetallsalzen, zugegeben werden. Dazu wird z.B. die entsprechende Menge Salz zunächst in Wasser gelöst und dann dem in einem organischen Lösungsmittel gelöstem Substrat zugegeben.In a process variant, the impregnation of the catalyst surface with Alkaline earth metal ions also take place in situ by dissolving the solution of to be hydrogenated aromatic substrate (educts) alkaline earth metal ions, e.g. in the form of solved Alkaline earth metal salts. For this purpose, e.g. the corresponding Amount of salt first dissolved in water and then the substrate dissolved in an organic solvent added.

Der Gehalt der Lösung des zu hydrierenden aromatischen Substrats an Erdalkalimetallionen beträgt im Allgemeinen 1 bis 100 Gew.-ppm, insbesondere 2 bis 10 Gew.-ppm.Of the Content of the solution of the aromatic substrate to be hydrogenated to alkaline earth metal ions is in Generally 1 to 100 ppm by weight, in particular 2 to 10 ppm by weight.

Gemäß einer Variante erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn im erfindungsgemäßen Hydrierverfahren der erfindungsgemäße Katalysator in Kombination mit einer Erdalkalimetallionen-haltigen Lösung des zu hydrierenden aromatischen Substrats eingesetzt wird.According to one Variant, it proves to be particularly advantageous when in the hydrogenation process according to the invention the catalyst of the invention in combination with an alkaline earth metal ion-containing solution of is used to be hydrogenated aromatic substrate.

Herstellungsbedingt liegt das Ruthenium in den erfindungsgemäßen Katalysatoren als metallisches Ruthenium vor. Elektronenmikroskopische Untersuchungen (SEM oder TEM) haben ferner gezeigt, dass ein Schalenkatalysator vorliegt: Die Ruthenium-Konzentration innerhalb eines Katalysatorkorns nimmt von außen nach innen hin ab, wobei sich an der Kornoberfläche eine Rutheniumschicht befindet. In bevorzugten Fällen kann in der Schale mittels SAD (Selected Area Diffraction) und XRD (X-Ray Diffraction) kristallines Ruthenium nachgewiesen werden.the preparation, the ruthenium is in the catalysts of the invention as metallic ruthenium in front. Electron microscopic studies (SEM or TEM) have further shown that a shell catalyst is present: the ruthenium concentration within a catalyst grain decreases from outside to inside, wherein on the grain surface a ruthenium layer is located. In preferred cases, in the shell by means of SAD (Selected Area Diffraction) and XRD (X-Ray Diffraction) Crystalline Ruthenium be detected.

Durch die Verwendung halogenfreier, insbesondere chlorfreier, Rutheniumprekursoren und Lösungsmittel bei der Herstellung liegt der Halogenidgehalt, insbesondere Chloridgehalt, der erfindungsgemäßen Katalysatoren zudem unterhalb 0,05 Gew.-% (0 bis < 500 Gew.-ppm, z.B. im Bereich von 0 – 400 Gew.-ppm), bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators.By the use of halogen-free, in particular chlorine-free, ruthenium precursors and solvents in the preparation of the halide content, in particular chloride content, the catalysts of the invention moreover, below 0.05% by weight (0 to <500 ppm by weight, for example in the range of 0 - 400 Ppm by weight), based on the total weight of the catalyst.

Der Chloridgehalt wird z.B. mit der unten beschriebenen Methode ionenchromatographisch bestimmt.Of the Chloride content is e.g. by the method described below ion chromatographic certainly.

In diesem Dokument sind alle ppm-Angaben als Gewichtsanteile zu verstehen (Gew.-ppm), soweit nichts anderes angegeben ist.In This document is to be understood as ppm by weight (Ppm by weight), unless stated otherwise.

In einer ausgewählten Variante ist bevorzugt, dass das mittels 29Si-Festkörper-NMR bestimmte prozentuale Verhältnis der Q2- und Q3-Strukturen Q2/Q3 kleiner als 25, bevorzugt kleiner als 20, besonders bevorzugt kleiner als 15 ist, z.B. im Bereich von 0 bis 14 oder 0,1 bis 13 liegt. Dies bedeutet auch, dass der Kondensationsgrad des Silikas in dem verwendeten Träger besonders hoch ist.In a selected variant, it is preferred that the percentage ratio of the Q 2 and Q 3 structures Q 2 / Q 3 determined by means of 29 Si solid-state NMR is less than 25, preferably less than 20, particularly preferably less than 15, eg is in the range of 0 to 14 or 0.1 to 13. This also means that the degree of condensation of the silica in the carrier used is particularly high.

Die Identifikation der Qn-Strukturen (n = 2, 3, 4) und die Bestimmung des prozentualen Verhältnisses erfolgt mittels 29Si-Festkörper-NMR. Qn = Si(OSi)n(OH)4-n mit n = 1, 2, 3 oder 4.The identification of the structures Q n (n = 2, 3, 4) and the determination of the percentage ratio is effected by means 29 Si solid state NMR. Q n = Si (OSi) n (OH) 4-n with n = 1, 2, 3 or 4.

Man findet Qn für n = 4 bei –110,8 ppm, n = 3 bei –100,5 ppm und n = 2 bei –90,7 ppm (Standard: Tetramethylsilan) (Q0 und Q1 wurden nicht identifiziert). Die Analyse wird unter den Bedingungen des „magic angle spinning" bei Raumtemperatur (20°C) (MAS 5500 Hz) mit Kreispolarisation (CP 5 ms) und unter Verwendung von dipolarer Entkopplung der 1H durchgeführt. Wegen der teilweisen Überlagerung der Signale werden die Intensitäten über eine Linienformanalyse ausgewertet. Die Linienformanalyse wurde mit einem Standard Softwarepaket der Fa. Galactic Industries durchgeführt, wobei eine „least square fit" iterativ berechnet wurde.One finds Q n for n = 4 at -110.8 ppm, n = 3 at -100.5 ppm and n = 2 at -90.7 ppm (standard: tetramethylsilane) (Q 0 and Q 1 were not identified). The analysis is performed under the conditions of "magic angle spinning" at room temperature (20 ° C) (MAS 5500 Hz) with circular polarization (CP 5 ms) and using dipolar decoupling of the 1 H. Because of the partial superimposition of the signals, the The line shape analysis was performed with a standard software package from Galactic Industries, whereby a least square fit was calculated iteratively.

Vorzugsweise enthält das Trägermaterial nicht mehr als 1 Gew.-% und insbesondere nicht mehr als 0,5 Gew.-% und insbesondere < 500 Gew.-ppm an Aluminiumoxid, gerechnet als Al2O3.The support material preferably contains not more than 1% by weight and in particular not more than 0.5% by weight and in particular <500 ppm by weight of aluminum oxide, calculated as Al 2 O 3 .

Da die Kondensation des Silikas auch durch Aluminium und Eisen beeinflusst werden kann, ist die Konzentration an Al(III) und Fe(II und/oder III) in Summe bevorzugt kleiner als 300 ppm, besonders bevorzugt kleiner 200 ppm, und liegt z.B. im Bereich von 0 bis 180 ppm.There the condensation of the silica is also influenced by aluminum and iron can be, the concentration of Al (III) and Fe (II and / or III) in total preferably less than 300 ppm, more preferably less 200 ppm, and is e.g. in the range of 0 to 180 ppm.

Der Anteil an Alkalimetalloxid resultiert bevorzugt aus der Herstellung des Trägermaterials und kann bis zu 2 Gew.-% betragen. Häufig beträgt er weniger als 1 Gew.-%. Geeignet sind auch Alkalimetalloxid-freie Träger (0 bis < 0,1 Gew.-%). Der Anteil an MgO, CaO, TiO2 bzw. an ZrO2 kann bis zu 10 Gew.-% des Trägermaterials ausmachen und beträgt vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.-%. Geeignet sind aber auch Trägermaterialien, die keine nachweisbaren Mengen dieser Metalloxide enthalten (0 bis < 0,1 Gew.-%).The proportion of alkali metal oxide preferably results from the preparation of the support material and can be up to 2 wt .-%. Often it is less than 1 wt .-%. Also suitable are alkali metal oxide-free carrier (0 to <0.1 wt .-%). The proportion of MgO, CaO, TiO 2 or ZrO 2 can be up to 10 wt .-% of the support material and is preferably not more than 5 wt .-%. Also suitable are support materials which contain no detectable amounts of these metal oxides (0 to <0.1 wt .-%).

Weil Al(III) und Fe(II und/oder III) in Silica eingebaut acide Zentren ergeben können, ist es bevorzugt, dass eine Ladungskompensierung bevorzugt mit Erdalkalimetallkationen (M2+, M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba) im Träger vorliegt. Dies bedeutet, dass das Gewichtsverhältnis von M(II) zu (Al(III) + Fe(II und/oder III)) größer ist als 0,5, bevorzugt > 1, besonders bevorzugt größer als 3.Because Al (III) and Fe (II and / or III) can form incorporated acid sites in silica, it is preferred that charge compensation with alkaline earth metal cations (M 2+ , M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba) in the Carrier is present. This means that the weight ratio of M (II) to (Al (III) + Fe (II and / or III)) is greater than 0.5, preferably> 1, particularly preferably greater than 3.

Die römischen Zahlen in Klammern hinter dem Elementsymbol bedeuten die Oxidationsstufe des Elements.The Roman Numbers in parentheses after the element symbol indicate the oxidation state of the element.

Bei der carbocyclischen aromatischen Gruppe in der zu hydrierenden organischen Verbindung handelt es sich insbesondere um einen Benzolring, der Substituenten tragen kann.at the carbocyclic aromatic group in the organic to be hydrogenated Compound is in particular a benzene ring, the Can carry substituents.

Beispiele für Verbindungen mit einem Benzolring, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur entsprechenden Verbindung mit einem gesättigten carbocyclischen 6-Ring hydriert werden können sind in folgender Tabelle aufgelistet:

Figure 00120001
Examples of compounds having a benzene ring which can be hydrogenated by the process according to the invention to give the corresponding compound having a saturated carbocyclic 6-membered ring are listed in the following table:
Figure 00120001

Als Ausgangsverbindungen für das erfindungsgemäße Hydrierverfahren sind z.B. auch folgende Substanzklassen und Stoffe zu nennen:

  • – Reaktionsprodukte aus Bisphenol A bzw. Bisphenol F oder vergleichbaren Alkylen- oder Cycloalkylen-verbrückten Bisphenol-Verbindungen mit Epichlorhydrin. Bisphenol A bzw. Bisphenol F oder vergleichbare Verbindungen können mit Epichlorhydrin und Basen in bekannter Weise (z.B. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition, VCH (1987), Vol. A9, S. 547) zu Glycidylethern der allgemeinen Formel IIa umgesetzt werden,
    Figure 00120002
    R2 für Wasserstoff oder eine C1-C4-Alkylgruppe, z.B. Methyl, steht oder zwei an ein Kohlenstoffatom gebundene Reste R2 eine C3-C5-Alkylengruppe bilden und m für Null bis 40 steht.
  • – Phenol- und Kresolepoxynovolake IIb Novolake der allgemeinen Formel IIb sind durch säurekatalysierte Reaktion von Phenol bzw. Kresol und Umsetzung der Reaktionsprodukte zu den entsprechenden Glycidylethern erhältlich (s. z.B. Bis[4-(2,3-epoxypropoxy)phenyl]methan):
    Figure 00130001
    wobei R2 für Wasserstoff oder eine Methylgruppe und n für 0 bis 40 steht (siehe J.W. Muskopf et al. "Epoxy Resins 2.2.2" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition on CD-ROM).
  • – Glycidylether von Reaktionsprodukten aus Phenol und einem Aldehyd: Durch säurekatalysierte Umsetzung von Phenol und Aldehyden und anschließende Umsetzung mit Epichlorhydrin sind Glycidylether zugänglich, z.B. ist 1,1,2,2-Tetrakis-[4-(2,3-epoxypropoxy)phenyl]ethan aus Phenol und Glyoxal zugänglich (siehe J.W. Muskopf et al. "Epoxy Resins 2.2.3" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition on CD-ROM).
  • – Glycidylether von Phenol-Kohlenwasserstoffnovolacken, z.B. 2,5-Bis[(glycidyloxy)phenyl]octahydro-4,7-methano-5H-inden und dessen Oligomere.
  • – Aromatische Glycidylamine: Beispielhaft sind die Triglycidylverbindung von p-Aminophenol, 1-(Glycidyloxy)-4-[N,N-bis(glycidyl)amino]benzol, und die Tetraglycidylverbindung von Methylendiamin Bis{4-[N,N-bis(2,3-epoxypropyl)amino]phenyl}methan zu nennen.
Examples of starting compounds for the hydrogenation process according to the invention include the following substance classes and substances:
  • - Reaction products of bisphenol A or bisphenol F or comparable alkylene- or cycloalkylene-bridged bisphenol compounds with epichlorohydrin. Bisphenol A or bisphenol F or comparable compounds can be reacted with epichlorohydrin and bases in a known manner (for example Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition, VCH (1987), Vol. A9, p. 547) to give glycidyl ethers of the general formula IIa,
    Figure 00120002
    R 2 is hydrogen or a C 1 -C 4 -alkyl group, for example methyl, or two R 2 radicals bonded to a carbon atom form a C 3 -C 5 -alkylene group and m is 0 to 40.
  • Phenol and cresol epoxy novolacs IIb Novolaks of the general formula IIb are obtainable by acid-catalyzed reaction of phenol or cresol and reaction of the reaction products to the corresponding glycidyl ethers (see, for example, bis [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] methane):
    Figure 00130001
    wherein R 2 is hydrogen or a methyl group and n is 0 to 40 (see JW Muskopf et al., "Epoxy Resins 2.2.2" in Ullmann's Encyclopaedia of Industrial Chemistry, 5th Edition on CD-ROM).
  • Glycidyl ethers of reaction products of phenol and an aldehyde: Glycidyl ethers are accessible by acid-catalyzed reaction of phenol and aldehydes and subsequent reaction with epichlorohydrin, eg 1,1,2,2-tetrakis [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] ethane from phenol and glyoxal (see JW Muskopf et al., "Epoxy Resins 2.2.3" in Ullmann's Encyclopaedia of Industrial Chemistry, 5th Edition on CD-ROM).
  • Glycidyl ethers of phenolic hydrocarbon novolacs, eg 2,5-bis [(glycidyloxy) phenyl] octahydro-4,7-methano-5H-indene and its oligomers.
  • Exemplary are the triglycidyl compound of p-aminophenol, 1- (glycidyloxy) -4- [N, N-bis (glycidyl) amino] benzene, and the tetraglycidyl compound of methylenediamine Bis {4- [N, N-bis ( 2,3-epoxypropyl) amino] phenyl} methane.

Im einzelnen sind weiterhin zu nennen: Tris[4-(glycidyloxy)phenyl]methan-Isomere und Glycidylester aromatischer Mono-, Di- und Tricaronsäuren, z.B. Phthalsäure- und Isophthalsäurediglycidylester.in the individual are also to be mentioned: tris [4- (glycidyloxy) phenyl] methane isomers and glycidyl esters of aromatic mono-, di- and tricarboxylic acids, e.g. phthalic and isophthalic acid diglycidyl ester.

In einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden aromatische Bisglycidylether der Formel II

Figure 00140001
in der R CH3 oder H bedeutet, kernhydriert.In a particular embodiment of the process according to the invention, aromatic bisglycidyl ethers of the formula II
Figure 00140001
in which R is CH 3 or H, ring hydrogenated.

Bevorzugt eingesetzte aromatische Bisglycidylether der Formel II weisen einen Gehalt an Chlorid und/oder organisch gebundenem Chlor von ≤ 1000 Gew.-ppm, besonders < 950 Gew.-ppm, insbesondere im Bereich von 0 bis < 800 Gew.-ppm, z.B. 600 bis 1000 Gew.-ppm, auf.Prefers used aromatic bisglycidyl ethers of the formula II have a Content of chloride and / or organically bound chlorine of ≤ 1000 ppm by weight, especially <950 Ppm by weight, in particular in the range of 0 to <800 ppm by weight, e.g. 600 to 1000 ppm by weight, on.

Der Gehalt an Chlorid und/oder organisch gebundenem Chlor wird z.B. mit den unten beschriebenen Methoden ionenchromatographisch bzw. coulometrisch bestimmt.Of the Content of chloride and / or organically bound chlorine is e.g. with the methods described below ion chromatographic or determined coulometrically.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform dieser erfindungsgemäßen Verfahrensvariante wurde erkannt, dass es sich überraschenderweise zusätzlich als vorteilhaft erweist, wenn der eingesetzte aromatische Bisglycidylether der Formel II einen Gehalt an entsprechenden oligomeren Bisglycidylethern von weniger als 10 Gew.-%, insbesondere weniger als 5 Gew.-%, besonders weniger als 1,5 Gew.-%, ganz besonders weniger als 0,5 Gew.-%, z.B. im Bereich von 0 bis < 0,4 Gew.-%, aufweist.According to one particular embodiment this variant of the method according to the invention it was recognized that it was surprisingly additionally proves advantageous if the used aromatic bisglycidyl ether of the formula II a content of corresponding oligomeric bisglycidyl ethers of less than 10% by weight, especially less than 5% by weight, especially less than 1.5% by weight, especially less than 0.5% by weight, e.g. in the range of 0 to <0.4 % By weight.

Es wurde gemäß dieser besonderen Ausführungsform dieser erfindungsgemäßen Verfahrensvariante gefunden, dass der Oligomerengehalt im Feed einen entscheidenden Einfluss auf die Standzeit des Katalysators hat, d.h. der Umsatz bleibt länger auf hohem Niveau. Bei Einsatz eines z.B. destillierten und damit oligomerenarmen Bisglycidylethers II wird im Vergleich zu einer entsprechenden handelsüblichen Standardware (z.B.: ARALDIT GY 240 BD der Firma Vantico) eine verlangsamte Katalysatordeaktivierung beobachtet.It was according to this particular embodiment found this variant of the process according to the invention, that the oligomer content in the feed has a decisive influence on the life of the catalyst, i. the turnover stays on longer high level. When using a e.g. distilled and thus oligomer poor Bisglycidyl ether II is compared to a corresponding commercial Standard product (for example: ARALDIT GY 240 BD of the company Vantico) a slowed down Catalyst deactivation observed.

Der Oligomerengehalt der eingesetzten aromatischen Bisglycidylether der Formel II wird bevorzugt mittels GPC-Messung (Gel Permeation Chromatography) oder durch Ermittlung des Abdampfrückstands festgestellt.The oligomer content of the aromatic bisglycidyl ethers of the formula II used is preferred detected by GPC (gel permeation chromatography) or by determining the evaporation residue.

Der Abdampfrückstand wird mittels Erhitzung des aromatischen Bisglycidylethers für 2 h auf 200°C und für weitere 2 h auf 300°C bei jeweils 3 mbar bestimmt.Of the evaporation residue is obtained by heating the aromatic bisglycidyl ether for 2 h 200 ° C and for further 2 hours at 300 ° C each determined at 3 mbar.

Zu den weiteren jeweiligen Bedingungen zur Feststellung des Oligomerengehalts siehe unten.To the other respective conditions for the determination of the oligomer content see below.

Die entsprechenden oligomeren Bisglycidylether weisen im Allgemeinen ein per GPC-Messung bestimmtes Molgewicht im Bereich von 380 bis 1500 g/mol auf und besitzen z.B. folgende Strukturen (vgl. z.B. Journal of Chromatography 238 (1982), Seiten 385–398, Seite 387):

Figure 00150001
R = CH3 oder H. n = 1, 2, 3 oder 4.The corresponding oligomeric bisglycidyl ethers generally have a molecular weight determined by GPC measurement in the range from 380 to 1500 g / mol and have, for example, the following structures (cf., for example, Journal of Chromatography 238 (1982), pages 385-398, page 387):
Figure 00150001
R = CH 3 or H. n = 1, 2, 3 or 4.

Die entsprechenden oligomeren Bisglycidylether weisen für R = N ein Molgewicht im Bereich von 568 bis 1338 g/mol, insbesondere 568 bis 812 g/mol, und für R = CH3 ein Molgewicht im Bereich von 624 bis 1478 g/mol, insbesondere 624 bis 908 g/mol, auf.The corresponding oligomeric bisglycidyl ethers have, for R = N, a molecular weight in the range from 568 to 1338 g / mol, in particular 568 to 812 g / mol, and for R = CH 3 a molecular weight in the range from 624 to 1478 g / mol, in particular 624 to 908 g / mol, on.

Die Abtrennung der Oligomere gelingt z.B. mittels Chromatographie bzw. im größeren Maßstab vorzugsweise destillativ, z.B. im Labormaßstab in einer Batchdestillation oder im technischen Maßstab in einem Dünnschichtverdampfer, bevorzugt in einer Kurzwegdestillation, jeweils unter Vakuum.The Separation of the oligomers succeeds, e.g. by chromatography or on a larger scale preferably distillatively, e.g. in the laboratory scale in a batch distillation or on an industrial scale in a thin film evaporator, preferably in a short path distillation, each under vacuum.

Bei einer Batchdestillation zur Oligomerenabtrennung liegt z.B. bei einem Druck von 2 mbar die Badtemperatur bei ca. 260°C und die Übergangstemperatur am Kopf bei ca. 229°C.at a batch distillation for oligomer separation is e.g. at a pressure of 2 mbar, the bath temperature at about 260 ° C and the transition temperature at the head at about 229 ° C.

Die Oligomerenabtrennung kann ebenfalls unter milderen Bedingungen durchgeführt werden, beispielsweise unter verminderten Drücken im Bereich von 1 bis 10–3 mbar. Bei einem Arbeitsdruck von 0,1 mbar erniedrigt sich dabei die Siedetemperatur des oligomerenhaltigen Einsatzstoffes um 20–30°C je nach Einsatzstoff und damit auch die thermische Produktbelastung. Zur Minimierung der thermischen Belastung wird die Destillation bevorzugt in kontinuierlicher Fahrweise in einer Dünnschichtverdampfung oder besonders bevorzugt in einer Kurzwegverdampfung durchgeführt.The oligomer separation can also be carried out under milder conditions, for example under reduced pressures in the range of 1 to 10 -3 mbar. At a working pressure of 0.1 mbar, the boiling point of the oligomer-containing starting material is lowered by 20-30 ° C depending on the starting material and thus also the thermal product load. To minimize the thermal load, the distillation is preferably carried out in a continuous procedure in a thin-film evaporation or particularly preferably in a short-path evaporation.

Im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Hydrierung der Edukte, z.B. der Verbindungen II, bevorzugt in flüssiger Phase. Die Hydrierung kann lösungsmittelfrei oder in einem organischen Lösungsmittel erfolgen. Aufgrund der z.T. hohen Viskosität der Verbindungen II wird man diese vorzugsweise als Lösung bzw. Mischung in einem organischen Lösungsmittel einsetzen.in the inventive method the hydrogenation of the starting materials, e.g. the compounds II, preferred in liquid Phase. The hydrogenation can be solvent-free or in an organic solvent respectively. Due to the z.T. high viscosity of the compounds II this is preferably as a solution or mixture in an organic solvent.

Als organische Lösungsmittel kommen grundsätzlich solche in Betracht, die das Edukt, z.B. die Verbindung II, möglichst vollständig zu lösen vermögen oder sich mit dieser vollständig mischen und die unter den Hydrierungsbedingen inert sind, d.h. nicht hydriert werden.When organic solvents come in principle those which contain the educt, e.g. the compound II, if possible Completely to solve capital or with this completely and are inert under the hydrogenation conditions, i. Not be hydrogenated.

Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind cyclische und acyclische Ether, z.B. Tetrahydrofuran, Dioxan, Methyl-tert.-butylether, Dimethoxyethan, Dimethoxypropan, Dimethyldiethylenglykol, aliphatische Alkohole wie Methanol, Ethanol, n- oder Isopropanol, n-, 2-, iso- oder tert.-Butanol, Carbonsäureester wie Essigsäuremethylester, Essigsäureethylester, Essigsäurepropylester oder Essigsäurebutylester, sowie aliphatische Etheralkohole wie Methoxypropanol.Examples for suitable solvent are cyclic and acyclic ethers, e.g. Tetrahydrofuran, dioxane, Methyl tert-butyl ether, dimethoxyethane, dimethoxypropane, dimethyl diethylene glycol, aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, n- or isopropanol, n-, 2-, iso- or tert-butanol, carboxylic esters such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate or butyl acetate, and aliphatic ether alcohols such as methoxypropanol.

Die Konzentration an Edukt, z.B. an Verbindung II, in der zu hydrierenden flüssigen Phase kann grundsätzlich frei gewählt werden und liegt häufig im Bereich von 20 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung/Mischung. Bei unter Reaktionsbedingung hinreichend fließfähigen Edukten kann man die Hydrierung auch in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchführen.The Concentration of starting material, e.g. at compound II, in the to be hydrogenated liquid Phase can basically freely selected are and often are in the range of 20 to 95 wt .-%, based on the total weight of Solution / mixture. Under reacting sufficiently flowable educts can be the Perform hydrogenation even in the absence of a solvent.

Neben der Durchführung der Umsetzung (Hydrierung) unter wasserfreien Bedingungen hat es sich in einer Reihe von Fällen bewährt, die Umsetzung (Hydrierung) in Gegenwart von Wasser durchzuführen. Der Anteil von Wasser kann, bezogen auf die zu hydrierende Mischung, bis zu 10 Gew.-%, z.B. 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 7 Gew.-% und insbesondere 0,5 bis 5 Gew.-%, betragen.In addition to carrying out the reaction (hydrogenation) under anhydrous conditions, it has been found in proven in a number of cases to carry out the reaction (hydrogenation) in the presence of water. The proportion of water, based on the mixture to be hydrogenated, up to 10 wt .-%, for example 0.1 to 10 wt .-%, preferably 0.2 to 7 wt .-% and in particular 0.5 to 5 wt .-%, amount.

Die eigentliche Hydrierung erfolgt üblicherweise in Analogie zu den bekannten Hydrierverfahren, wie sie im eingangs genannten Stand der Technik beschrieben werden. Hierzu wird das Edukt, z.B. die Verbindung II, vorzugsweise als flüssige Phase, mit dem Katalysator in Gegenwart von Wasserstoff in Kontakt gebracht. Der Katalysator kann dabei sowohl in der flüssigen Phase suspendiert werden (Suspensionsfahrweise) oder man führt die flüssige Phase über ein Katalysator-Fließbett (Fließbett-Fahrweise) oder ein Katalysator-Festbett (Festbettfahrweise). Die Hydrierung kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich ausgestaltet werden. Vorzugsweise führt man das erfindungsgemäße Verfahren in Rieselreaktoren nach der Festbettfahrweise durch. Der Wasserstoff kann dabei sowohl im Gleichstrom mit der Lösung des zu hydrierenden Edukts als auch im Gegenstrom über den Katalysator geleitet werden.The actual hydrogenation usually takes place in analogy to the known hydrogenation process, as described in the beginning mentioned prior art described. This is the Starting material, e.g. the compound II, preferably as a liquid phase, contacted with the catalyst in the presence of hydrogen. Of the Catalyst can be suspended both in the liquid phase (Suspension procedure) or you introduce the liquid phase over Fluidized catalyst bed (Fluidized bed mode of operation) or a fixed catalyst bed (fixed bed mode). The hydrogenation can be configured both continuously and discontinuously become. Preferably leads the process according to the invention in trickle reactors according to the fixed bed procedure by. The hydrogen can both in cocurrent with the solution of the starting material to be hydrogenated as well as in countercurrent over be passed the catalyst.

Geeignete Apparaturen zur Durchführung einer Hydrierung nach der Suspensionsfahrweise als auch zur Hydrierung am Katalysatorfließbett und am Katalysatorfestbett sind aus dem Stand der Technik bekannt, z.B. aus Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, 4. Auflage, Band 13, S. 135 ff., sowie aus P. N. Rylander, "Hydrogenation and Dehydrogenation" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th ed. on CD-ROM.suitable Apparatus for carrying out a hydrogenation by the suspension procedure as well as the hydrogenation at the catalyst fluid bed and on the fixed catalyst bed are known in the art, e.g. from Ullmann's Encyclopaedia of Technical Chemistry, 4th Edition, Volume 13, p. 135 ff., as well as from P. N. Rylander, "Hydrogenation and dehydrogenation "in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Ed. on CD-ROM.

Die erfindungsgemäße Hydrierung kann sowohl bei Wasserstoffnormaldruck als auch bei erhöhtem Wasserstoffdruck, z.B. bei einem Wasserstoffabsolutdruck von wenigstens 1,1 bar, vorzugsweise wenigstens 10 bar durchgeführt werden. Im Allgemeinen wird der Wasserstoffabsolutdruck einen Wert von 325 bar und vorzugsweise 300 bar nicht überschreiten. Besonders bevorzugt liegt der Wasserstoffabsolutdruck im Bereich von 20 bis 300 bar, z.B. im Bereich von 50 bis 280 bar.The hydrogenation according to the invention can be used both at normal hydrogen pressure and at elevated hydrogen pressure, e.g. at a hydrogen absolute pressure of at least 1.1 bar, preferably at least 10 bar performed become. In general, the hydrogen absolute pressure becomes a value of 325 bar and preferably 300 bar. Especially preferred the hydrogen absolute pressure is in the range from 20 to 300 bar, e.g. in the range of 50 to 280 bar.

Die Reaktionstemperaturen betragen im erfindungsgemäßen Verfahren im Allgemeinen wenigstens 30°C und werden häufig einen Wert von 200°C nicht überschreiten. Insbesondere führt man das Hydrierverfahren bei Temperaturen im Bereich von 40 bis 150°C, z.B. 40 bis 100°C, und besonders bevorzugt im Bereich von 45 bis 80°C durch.The Reaction temperatures are in the process of the invention in general at least 30 ° C and become common a value of 200 ° C do not exceed. In particular, leads the hydrogenation process at temperatures in the range of 40 to 150 ° C, e.g. 40 to 100 ° C, and more preferably in the range of 45 to 80 ° C by.

Als Reaktionsgase kommen neben Wasserstoff auch wasserstoffhaltige Gase in Betracht, die keine Katalysatorgifte wie Kohlenmonoxid oder Schwefelhaltige Gase enthalten, z.B. Mischungen von Wasserstoff mit Inertgasen wie Stickstoff oder Reformer-Abgase, die üblicherweise noch flüchtige Kohlenwasserstoffe enthalten. Bevorzugt setzt man reinen Wasserstoff (Reinheit ≥ 99,9 Vol.-%, besonders ≥ 99,95 Vol.-%, insbesondere ≥ 99,99 Vol.-%) ein.When Reaction gases come next to hydrogen and hydrogen-containing gases which are not catalyst poisons such as carbon monoxide or sulfurous Contain gases, e.g. Mixtures of hydrogen with inert gases such as Nitrogen or reformer exhaust gases, the usual still volatile Contain hydrocarbons. Preference is given to pure hydrogen (Purity ≥ 99.9 Vol .-%, especially ≥ 99.95 Vol .-%, in particular ≥ 99.99 Vol .-%).

Aufgrund der hohen Katalysatoraktivität benötigt man vergleichsweise geringe Mengen an Katalysator bezogen auf das eingesetzte Edukt. So wird man bei der diskontinuierlichen Suspensionsfahrweise bevorzugt weniger als 5 mol-%, z.B. 0,2 Mol-% bis 2 Mol-% Ruthenium, bezogen auf 1 Mol Edukt, einsetzen. Bei kontinuierlicher Ausgestaltung des Hydrierverfahrens wird man üblicherweise das zu hydrierende Edukt in einer Menge von 0,05 bis 3 kg/(I(Katalysator)·h), insbesondere 0,15 bis 2 kg/(I(Katalysator)·h), über den Katalysator führen.by virtue of the high catalyst activity needed Comparatively small amounts of catalyst based on the used educt. This is how the discontinuous suspension method is used preferably less than 5 mol%, e.g. 0.2 mol% to 2 mol% ruthenium, based on 1 mol of starting material, use. With continuous design the hydrogenation process is usually the educt to be hydrogenated in an amount of 0.05 to 3 kg / (I (catalyst) · h), in particular 0.15 to 2 kg / (I (catalyst) · h), over the Catalyst lead.

Selbstverständlich können die in diesem Verfahren eingesetzten Katalysatoren bei nachlassender Aktivität nach den für Edelmetallkatalysatoren wie Rutheniumkatalysatoren üblichen, dem Fachmann bekannten Methoden regeneriert werden. Hier sind z.B. die Behandlung des Katalysators mit Sauerstoff wie in der BE 882 279 beschrieben, die Behandlung mit verdünnten, halogenfreien Mineralsäuren, wie in der US-A 4,072,628 beschrieben, oder die Behandlung mit Wasserstoffperoxid, z. B. in Form wässriger Lösungen mit einem Gehalt von 0,1 bis 35 Gew.-%, oder die Behandlung mit anderen oxidierenden Substanzen, vorzugsweise in Form halogenfreier Lösungen zu nennen. Üblicherweise wird man den Katalysator nach der Reaktivierung und vor dem erneuten Einsatz mit einem Lösungsmittel, z. B. Wasser, spülen.Of course, the catalysts used in this process can be regenerated with decreasing activity according to the usual for noble metal catalysts such as ruthenium catalysts, known in the art methods. Here are, for example, the treatment of the catalyst with oxygen as in the BE 882 279 described treatment with dilute, halogen-free mineral acids, as described in US-A 4,072,628, or the treatment with hydrogen peroxide, for. B. in the form of aqueous solutions containing from 0.1 to 35 wt .-%, or treatment with other oxidizing substances, preferably in the form of halogen-free solutions. Usually, the catalyst after reactivation and before re-use with a solvent, for. As water, rinse.

Das erfindungsgemäße Hydrierverfahren ist bevorzugt durch die vollständige Hydrierung der aromatischen Kerne des eingesetzten Bisglycidylethers der Formel II

Figure 00170001
in der R CH3 oder H bedeutet, gekennzeichnet, wobei der Hydrierungsgrad > 98 %, besonders > 98,5 %, ganz besonders > 99 %, z.B. > 99,3 %, insbesondere > 99,5 %, beträgt, z.B. im Bereich von > 99,8 bis 100 % liegt.The hydrogenation process according to the invention is preferably characterized by the complete hydrogenation of the aromatic nuclei of the bisglycidyl ether of the formula II used
Figure 00170001
in which R denotes CH 3 or H, wherein the degree of hydrogenation is> 98%, particularly> 98.5%, very particularly> 99%, for example> 99.3%, in particular> 99.5%, eg in the range from> 99.8 to 100%.

Der Hydrierungsgrad (Q) ist definiert nach
Q (%) =([Zahl der cycloaliphatischen C6-Ringe im Produkt]/[Zahl der aromatischen C6-Ringe im Edukt])·100
The degree of hydrogenation (Q) is defined after
Q (%) = ([number of cycloaliphatic C6 rings in the product] / [number of aromatic C6 rings in the starting material]) × 100

Das Verhältnis, z.B. molare Verhältnis, der cycloaliphatischen und aromatischen C6-Ringe kann bevorzugt mittels 1H-NMR-Spektroskopie ermittelt werden (Integration der aromatischen und entsprechend cycloaliphatischen 1H-Signale).The ratio, eg molar ratio, of the cycloaliphatic and aromatic C6 rings can preferably be determined by means of 1 H-NMR spectroscopy (integration of the aromatic and corresponding cycloaliphatic 1 H signals).

Gegenstand der Erfindung sind ebenfalls Bisglycidylether der Formel I

Figure 00180001
in der R CH3 oder H bedeutet, herstellbar durch das erfindungsgemäße Hydrierverfahren.The invention likewise relates to bisglycidyl ethers of the formula I.
Figure 00180001
in which R is CH 3 or H, preparable by the hydrogenation process according to the invention.

Die Bisglycidylether der Formel I weisen bevorzugt einen Gehalt an entsprechenden oligomeren kernhydrierten Bisglycidylethern der Formel

Figure 00180002
(in der R CH3 oder H bedeutet) mit n = 1, 2, 3 oder 4, von weniger als 10 Gew.-%, besonders weniger als 5 Gew.-%, insbesondere weniger als 1,5 Gew.-%, ganz besonders weniger als 0,5 Gew.-%, z.B. im Bereich von 0 bis < 0,4 Gew.-%, auf.The bisglycidyl ethers of the formula I preferably have a content of corresponding oligomeric ring-hydrogenated bisglycidyl ethers of the formula
Figure 00180002
(in which R denotes CH 3 or H) with n = 1, 2, 3 or 4, of less than 10% by weight, especially less than 5% by weight, in particular less than 1.5% by weight, especially less than 0.5% by weight, for example in the range from 0 to <0.4% by weight.

Der Gehalt an oligomeren kernhydrierten Bisglycidylethern wird bevorzugt mittels Erhitzung des aromatischen Bisglycidylethers für 2 h auf 200°C und für weitere 2 h auf 300°C bei jeweils 3 mbar oder mittels GPC-Messung (Gel Permeation Chromatography) bestimmt.Of the Content of oligomeric ring hydrogenated bisglycidyl ethers is preferred by heating the aromatic bisglycidyl ether for 2 h 200 ° C and for further 2 hours at 300 ° C at 3 mbar or by GPC measurement (gel permeation chromatography) certainly.

Zu den weiteren jeweiligen Bedingungen zur Feststellung des Oligomerengehalts siehe unten.To the other respective conditions for the determination of the oligomer content see below.

Die Bisglycidylether der Formel I weisen bevorzugt einen nach DIN 51408 bestimmten Gesamtchlorgehalt von kleiner 1000 Gew.-ppm, insbesondere kleiner 800 Gew.-ppm, ganz besonders kleiner 600 Gew.-ppm, z.B. im Bereich von 0 bis 400 Gew.-ppm, auf.The Bisglycidyl ethers of the formula I preferably have one according to DIN 51408 certain total chlorine content of less than 1000 ppm by weight, in particular less than 800 ppm by weight, especially less than 600 ppm by weight, e.g. in the range of 0 to 400 ppm by weight, on.

Die Bisglycidylether der Formel I weisen bevorzugt einen mit Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS) bestimmten Rutheniumgehalt von kleiner 0,3 Gew.-ppm, insbesondere kleiner 0,2 Gew.-ppm, ganz besonders kleiner 0,1 Gew.-ppm, z.B. im Bereich von 0 bis 0,09 Gew.-ppm, auf.The Bisglycidyl ethers of the formula I preferably have one with mass spectrometry with inductively coupled plasma (ICP-MS) determined ruthenium content of less than 0.3 ppm by weight, in particular less than 0.2 ppm by weight, completely especially less than 0.1 ppm by weight, e.g. in the range of 0 to 0.09 ppm by weight, on.

Die Bisglycidylether der Formel I weisen bevorzugt eine nach DIN ISO 6271 bestimmte Platin-Cobalt-Farbzahl (APHA-Farbzahl) von kleiner 30, besonders kleiner 25, ganz besonders kleiner 20, z.B. im Bereich von 0 bis 18, auf.The bis-glycidyl ethers of the formula I preferably have a platinum-cobalt color number (APHA color number) determined according to DIN ISO 6271 of less than 30, especially less than 25, very particularly less than 20, for example in Be rich from 0 to 18, up.

Die Bisglycidylether der Formel I weisen bevorzugt nach der Norm ASTM-D-1652-88 bestimmte Epoxy-Äquivalente im Bereich von 170 bis 240 g/Äquivalente, besonders im Bereich von 175 bis 225 g/Äquivalente, ganz besonders im Bereich von 180 bis 220 g/Äquivalente, auf.The Bisglycidyl ethers of the formula I preferably have the standard ASTM-D-1652-88 certain epoxy equivalents in the range of 170 to 240 g / equivalent, especially in the range of 175 to 225 g / equivalent, especially in the range of 180 to 220 g / equivalent, on.

Die Bisglycidylether der Formel I weisen bevorzugt einen nach DIN 53188 bestimmten Anteil an hydrolysierbaren Chlor von kleiner 500 Gew.-ppm, besonders kleiner 400 Gew.-ppm, ganz besonders kleiner 350 Gew.-ppm, z.B. im Bereich von 0 bis 300 Gew.-ppm, auf.The Bisglycidyl ethers of the formula I preferably have one according to DIN 53188 certain proportion of hydrolyzable chlorine of less than 500 ppm by weight, especially less than 400 ppm by weight, especially less than 350 ppm by weight, e.g. in the range of 0 to 300 ppm by weight, on.

Die Bisglycidylether der Formel I weisen bevorzugt eine nach DIN 51562 bestimmte kinematische Viskosität von kleiner 800 mm2/s, besonders kleiner 700 mm2/s, ganz besonders kleiner 650 mm2/s, z.B. im Bereich von 400 bis 630 mm2/s, jeweils bei 25°C auf.The bisglycidyl ethers of the formula I preferably have a kinematic viscosity of less than 800 mm 2 / s, particularly less than 700 mm 2 / s, very particularly less than 650 mm 2 / s, for example in the range from 400 to 630 mm 2 / s, determined in accordance with DIN 51562 , each at 25 ° C on.

Die Bisglycidylether der Formel I weisen bevorzugt ein cis/cis:cis/trans:trans/trans-Isomerenverhältnis im Bereich von 44–63 %:34–53 %:3–22 % auf.The Bisglycidylether of formula I preferably have a cis / cis: cis / trans: trans / trans isomer ratio in Range of 44-63 %: 34-53 %: 3-22 % on.

Besonders bevorzugt liegt das cis/cis:cis/trans:trans/trans-Isomerenverhältnis im Bereich von 46–60 %:36–50 %:4–18 %.Especially the cis / cis: cis / trans: trans / trans isomer ratio is preferably in the Range of 46-60%: 36-50%: 4-18%.

Ganz besonders bevorzugt liegt das cis/cis:cis/trans:trans/trans-Isomerenverhältnis im Bereich von 48–57 %:38–47 %:5–14 %.All Particularly preferred is the cis / cis: cis / trans: trans / trans isomer ratio in Range of 48-57 %: 38-47 %: 5-14 %.

Insbesondere liegt das cis/cis:cis/trans:trans/trans-Isomerenverhältnis im Bereich von 51–56 %:39–44 %:5–10 %.Especially is the cis / cis: cis / trans: trans / trans isomer ratio in Range of 51-56 %: 39-44%: 5-10%.

Die Bisglycidylether der Formel I werden besonders bevorzugt durch vollständige Hydrierung der aromatischen Kerne eines Bisglycidylethers der Formel II

Figure 00200001
in der R CH3 oder H bedeutet, erhalten, wobei der Hydrierungsgrad > 98 %, besonders > 98,5 %, ganz besonders > 99 %, z.B. > 99,3 %, insbesondere > 99,5 %, beträgt, z.B. im Bereich von > 99,8 bis 100 % liegt.The bisglycidyl ethers of the formula I are particularly preferably obtained by complete hydrogenation of the aromatic nuclei of a bisglycidyl ether of the formula II
Figure 00200001
in which R is CH 3 or H, the degree of hydrogenation being> 98%, especially> 98.5%, very particularly> 99%, eg> 99.3%, in particular> 99.5%, eg in the range from> 99.8 to 100%.

1. Herstellung erfindungsgemäßer Katalysatoren 1 bis 31. Preparation of catalysts according to the invention 1 to 3

Eine definierte Menge des Trägermaterials wurde in einer Schale vorgelegt und mit 90–95 % der Menge einer Lösung von Ru(III)acetat (ca. 5 % Ru in 100 % Essigsäure) in Wasser getränkt, die vom Trägermaterial maximal aufgenommen werden kann. Folgende Träger wurden ausgewählt:
Kieselgel-Stränge (Durchmesser (d) = 1,5–4 mm, Länge (I) = 1 bis 10 mm) mit einem SiO2-Gehalt > 99,5 Gew.-% (0,3 Gew.-% Na2O), einer spezifischen BET-Oberfläche von 100 – 200 m2/g, einer Wasseraufnahme (WA) von 0,85–1,0 g/g und einem Porenvolumen von 0,5–0,9 ml/g (DIN 66131), wie z.B.
A defined amount of the carrier material was placed in a dish and impregnated with 90-95% of the amount of a solution of Ru (III) acetate (about 5% Ru in 100% acetic acid) in water, which can be absorbed by the carrier material maximum. The following carriers were selected:
Silica gel strands (diameter (d) = 1.5-4 mm, length (I) = 1 to 10 mm) with an SiO 2 content> 99.5 wt .-% (0.3 wt .-% Na 2 O), a specific BET surface area of 100-200 m 2 / g, a water absorption (WA) of 0.85-1.0 g / g and a pore volume of 0.5-0.9 ml / g (DIN 66131 ), such as

Figure 00200002
Figure 00200002

  • ** Daten von Hg-Sorption gemäß DIN 66134** Data from Hg sorption according to DIN 66134

C15 von der Fa. Grace (BET Oberfläche 181 m2/g, Porenvolumen von 1,1 ml/g, Q2/Q3 = 13 %, M(II):(Al(III) + Fe(II und/oder III)) = 7,0), (M(II) = Ca(II) + Mg(II)), und
Davicat® S557 (Grade 57) von der Fa. Grace-Davison (BET Oberfläche 340 m2/g, Porenvolumen von 1,1 ml/g, Q2/Q3 = 8,8 %, M(II):(Al(III) + Fe(II und/oder III)) = 4,6), (M(II) = Ca(II) + Mg(II)).
C15 from Grace (BET surface area 181 m 2 / g, pore volume of 1.1 ml / g, Q 2 / Q 3 = 13%, M (II) :( Al (III) + Fe (II and / or III)) = 7.0), (M (II) = Ca (II) + Mg (II)), and
Davicat ® S557 (Grade 57) meters from the Fa. Grace-Davison (BET surface area 340 2 / g, pore volume of 1.1 ml / g, Q 2 / Q 3 = 8.8%, M (II) :( Al (III) + Fe (II and / or III)) = 4.6), (M (II) = Ca (II) + Mg (II)).

Der so jeweils enthaltende Stoff wurde bei 120°C über Nacht getrocknet. Der getrocknete Stoff wurde für 2 h bei 300°C im Wasserstoffstrom bei Normaldruck in einem Drehkugelofen reduziert. Nach Abkühlen und Inertisieren (N2) wurde der Katalysator bei Raumtemperatur mit verdünnter Luft passiviert. Der reduzierte und passivierte Katalysator enthielt ca. 1,6–2 Gew.-% Ru, bezogen auf die Gesamtmasse des erhaltenen Katalysators.The substance thus contained was dried at 120 ° C overnight. The dried material was reduced for 2 h at 300 ° C in a stream of hydrogen at atmospheric pressure in a rotary ball furnace. After cooling and inerting (N 2 ), the catalyst was passivated at room temperature with dilute air. The reduced and passivated catalyst contained about 1.6-2 wt .-% Ru, based on the total mass of the resulting catalyst.

TEM-Analyse:TEM analysis:

Die Ruthenium-Konzentration innerhalb eines Katalysatorkorns des Katalysators nimmt von außen nach innen hin ab, wobei sich an der Kornoberfläche eine bis zu ca. 200 nm-dicke Ru-Schicht befindet. Im Innern des Katalysatorkorns sind die Ru-Teilchen bis zu ca. 2 nm groß. Unterhalb der Rutheniumschale werden stellenweise aggregierte und/oder agglomerierte Ru-Teilchen beobachtet. In diesem Bereich beträgt die Größe der Ru-Einzelteilchen bis zu ca. 4 nm. In der Schale wird mittels SAD kristallines Ruthenium nachgewiesen.The Ruthenium concentration within a catalyst grain of the catalyst absorbs from outside inside out, with up to about 200 nm thick at the grain surface Ru layer is located. Inside the catalyst grain, the Ru particles are up to about 2 nm in size. Below the ruthenium shell are aggregated in places and / or agglomerated Ru particles observed. In this area, the size of the Ru individual particles is up to approx. 4 nm. In the shell, SAD forms crystalline ruthenium demonstrated.

XRD Analyse ergibt eine Rutheniumkristallitgröße von ca. 8 nm.XRD Analysis gives a ruthenium crystallite size of about 8 nm.

Das Porenvolumen wurde mittels Stickstoff-Sorption nach DIN 66131 bestimmt.The Pore volume was determined by nitrogen sorption according to DIN 66131.

Die Identifikation der Qn-Strukturen (n = 2, 3, 4) und die Bestimmung des prozentualen Verhältnisses erfolgte mittels 29Si-Festkörper-NMR.
Qn = Si(OSi)n(OH)4-n mit n = 1, 2, 3 oder 4.
The identification of the Q n structures (n = 2, 3, 4) and the determination of the percentage ratio were carried out by means of 29 Si solid-state NMR.
Q n = Si (OSi) n (OH) 4-n where n = 1, 2, 3 or 4.

Man findet Qn für n = 4 bei –110,8 ppm, n = 3 bei –100,5 ppm und n = 2 bei –90,7 ppm (Standard: Tetramethylsilan) (Q0 und Q1 wurden nicht identifiziert). Die Analyse wurde unter den Bedingungen des „magic angle spinning" bei Raumtemperatur (20°C) (MAS 5500 Hz) mit Kreispolarisation (CP 5 ms) und unter Verwendung von dipolarer Entkopplung der 1H durchgeführt. Wegen der teilweisen Überlagerung der Signale wurden die Intensitäten über eine Linienformanalyse ausgewertet. Die Linienformanalyse wurde mit einem Standard Softwarepaket der Fa. Galactic Industries durchgeführt, wobei eine „least square fit" iterativ berechnet wurde.One finds Q n for n = 4 at -110.8 ppm, n = 3 at -100.5 ppm and n = 2 at -90.7 ppm (standard: tetramethylsilane) (Q 0 and Q 1 were not identified). The analysis was carried out under the conditions of "magic angle spinning" at room temperature (20 ° C.) (MAS 5500 Hz) with circular polarization (CP 5 ms) and using dipolar decoupling of 1 H. Because of the partial superimposition of the signals, the The line shape analysis was performed with a standard software package from Galactic Industries, whereby a least square fit was calculated iteratively.

Tabellarische Übersicht:

Figure 00220001
Table overview:
Figure 00220001

  • *) Oxidationsstufen: Fe(II und/oder III), Al(III), Ca(II), Mg(II).*) Oxidation states: Fe (II and / or III), Al (III), Ca (II), Mg (II).

Der Träger von Katalysator A aus WO 02/100 538 entspricht dem Träger von Katalysator B aus WO 02/100 538 (gleiche chemische Zusammensetzung), mit dem Unterschied, dass die BET-Oberfläche 68 m2/g und das Porenvolumen 0,8 ml/g beträgt.The support of catalyst A from WO 02/100 538 corresponds to the support of catalyst B from WO 02/100 538 (same chemical composition), with the difference that the BET surface area is 68 m 2 / g and the pore volume is 0.8 ml / g.

Zur Herstellung erfindungsgemäßer Katalysatoren werden die Katalysatoren 1 bis 3 jeweils mit einer Mg2+-Salz-Lösung, z.B. mit einer 80 mM (millimolaren) wässrigen Mg(NO3)2 – Lösung bei Raumtemperatur, für z.B. 15 Min., imprägniert. Der imprägnierte Katalysator wird mit Wasser gespült und bei 80 °C getrocknet.For the preparation of catalysts according to the invention, the catalysts 1 to 3 are each impregnated with a Mg 2+ salt solution, for example with an 80 mM (millimolar) aqueous Mg (NO 3 ) 2 solution at room temperature, for example 15 min. The impregnated catalyst is rinsed with water and dried at 80 ° C.

2. Herstellung der Katalysatoren A und B2. Preparation of the catalysts A and B

Katalysator A (ohne Mg-Imprägnierung, nicht erfindungsgemäß)Catalyst A (without Mg impregnation, not according to the invention)

Der Katalysator wurde in Anlehnung an WO-A2-02/100 538 hergestellt.Of the Catalyst was prepared on the basis of WO-A2-02 / 100 538.

Verwendet wurden Silica-Stränge (Durchmesser d = 3 mm) mit einem SiO2-Gehalt > 99,5 Gew.-% (0,3 Gew.-% Na2O), einem Porenvolumen von 0,7 ml/g (DIN 66131), mit einer BET-Oberfläche von ca. 118 m2/g und einer Wasseraufnahme von 0,87 g/g Träger. Der Träger wurde in einer Schale vorgelegt und mit einer Ru-Acetat Lösung bei 95 % Wasseraufnahme getränkt. Das getränkte Produkt wurde bei 120°C über Nacht getrocknet. Die Reduktion verlief für 2 h bei 300°C im Wasserstoffstrom bei Normaldruck in einem Drehkugelofen. Nach Abkühlen und Inertisieren (N2) wurde der Katalysator bei Raumtemperatur mit verdünnter Luft passiviert. Der so erhaltene Katalysator wurde so eingesetzt (= Katalysator A) oder in den Katalysator B umgewandelt (siehe unten).Silica strands (diameter d = 3 mm) with an SiO 2 content> 99.5% by weight (0.3% by weight Na 2 O), a pore volume of 0.7 ml / g (DIN 66131), with a BET surface area of about 118 m 2 / g and a water absorption of 0.87 g / g carrier. The carrier was placed in a dish and soaked with a Ru-acetate solution at 95% water absorption. The soaked product was dried at 120 ° C overnight. The reduction proceeded for 2 h at 300 ° C in a hydrogen stream at atmospheric pressure in a rotary ball furnace. After cooling and inerting (N 2 ), the catalyst was passivated at room temperature with dilute air. The catalyst thus obtained was used in this way (= catalyst A) or converted into the catalyst B (see below).

Katalysator B (mit Mg-Imprägnierung, erfindungsgemäß)Catalyst B (with Mg impregnation, Inventive)

Katalysator A (20 Gew.-%) wurde mit 80 Gew.-% einer 82,5 mM Mg-Lösung (Mg(NO3)2·6 H2O) für 15 Min. bei Raumtemperatur imprägniert. Der imprägnierte Katalysator wurde mit Wasser gespült und bei 80°C getrocknet.Catalyst A (20 wt .-%) was Mg solution (Mg (NO 3) 2 · 6H 2 O) was impregnated with 80 wt .-% of a 82.5 mM for 15 min. At room temperature. The impregnated catalyst was rinsed with water and dried at 80 ° C.

3. Hydrierbeispiele 3. hydrogenation examples

Der Umsatz und der Hydrierungsgrad wurden mittels 1H-NMR bestimmt:
Probenmenge: 20–40 mg, Lösemittel: CDCl3, 700 μLiter mit TMS als Referenzsignal, Probenröhrchen: 5 mm Durchmesser, 400 oder 500 MHz, 20°C; Abnahme der Signale der aromatischen Protonen vs. Zunahme der Signale der aliphatischen Protonen). Der in den Beispielen angegebene Umsatz ist auf die Hydrierung der aromatischen Gruppen bezogen.
The conversion and the degree of hydrogenation were determined by means of 1 H-NMR:
Sample volume: 20-40 mg, solvent: CDCl 3 , 700 μL with TMS as reference signal, sample tube: 5 mm diameter, 400 or 500 MHz, 20 ° C; Decrease of the signals of the aromatic protons vs. Increase in the signals of the aliphatic protons). The conversion indicated in the examples relates to the hydrogenation of the aromatic groups.

Die Bestimmung der Abnahme der Epoxidgruppen erfolgte durch Vergleich des Epoxidäquivalents (EEW) vor und nach der Hydrierung, bestimmt jeweils nach der Norm ASTM-D-1652-88.The Determination of the decrease of the epoxide groups was carried out by comparison Epoxy equivalent (EEW) before and after the hydrogenation, each determined according to the standard ASTM-D-1652-88.

Die Bestimmung von Ruthenium im vom THF und Wasser befreiten Austrag erfolgte mit Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS, siehe unten).The Determination of ruthenium in the effluent freed from THF and water was done with inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS, see below).

Beispiel 1example 1

In einem 300 ml Autoklaven wurden 150 g einer 30 Gew.-%igen Lösung 2,2-Di-[p-glycidoxiphenyl]-propan (oligomerenhaltige Standardware, ARALDIT GY 240 BD der Firma Vantico, EEW = 182) in THF mit 3 Gew.-% Wasser bei 250 bar und 50°C 10 h umgesetzt. Es wurden jeweils 0,5 mol% (mol% Ru bezogen auf 2,2-Di-[p-glycidoxiphenyl]-propan) der Katalysatoren A und B eingesetzt. (Batchfahrweise). Nach Abschluss der Reaktion wurde nach destillativer Abtrennung von THF und Wasser Umsatz, Selektivität und Ru-Gehalt bestimmt.In In a 300 ml autoclave, 150 g of a 30% by weight solution of 2,2-di- [p-glycidoxyphenyl] -propane (Oligomer-containing standard product, ARALDIT GY 240 BD from Vantico, EEW = 182) in THF with 3 wt .-% water at 250 bar and 50 ° C for 10 h. In each case 0.5 mol% (mol% Ru based on 2,2-di- [p-glycidoxiphenyl] propane) the catalysts A and B used. (Batch procedure). After completion of the Reaction became after distillative separation of THF and water Turnover, selectivity and Ru content determined.

Figure 00240001
Figure 00240001

Das Beispiel zeigt:

  • 1. Der Ru-Katalysator A ist ein leistungsfähiger Hydrierkontakt für aromatische Bisglycidylether.
  • 2. Die Imprägnierung des Katalysators mit einem Magnesiumsalz (Kontakt B) verändert weder Aktivität noch Selektivität, erhöht jedoch die Stabilität erheblich.
The example shows:
  • 1. The Ru catalyst A is a powerful hydrogenation contact for aromatic bisglycidyl ethers.
  • 2. The impregnation of the catalyst with a magnesium salt (contact B) does not alter activity or selectivity, but does increase the stability considerably.

Beispiel 2 (Vergleich)Example 2 (comparison)

Als Reaktor diente ein mit 75 ml Katalysator A befülltes, beheiztes Reaktionsrohr aus Edelstahl (Länge 0,8 m; Durchmesser 12 mm), das mit einer Zulaufpumpe für das Edukt und einem Abscheider mit Standhaltung für Probennahme und Abgasregelung ausgerüstet war.When Reactor served with a 75 ml of catalyst A filled, heated reaction tube made of stainless steel (length 0.8 m; Diameter 12 mm) with an inlet pump for the educt and a separator with stand attitude for sampling and emission control equipped was.

In die Hydrierung wurde zunächst eine 30 Gew.-%ige Lösung 2,2-Di-[p-glycidoxiphenyl]-propan (destillierte Ware, EEW = 171) in THF eingesetzt, die 3 Gew.-% Wasser enthielt. Die Hydrierung wurde bei einer Katalysatorbelastung von 0,15 kg/IKat.·h, einem Zulauf/Umlauf-Verhältnis von 8, einer Temperatur von 50°C und einem Wasserstoffdruck von 250 bar gefahren. Der Reaktor wurde gesumpft betrieben.In the hydrogenation initially a 30 wt .-% solution of 2,2-di- [p-glycidoxiphenyl] propane (distilled goods, EEW = 171) in THF was used, which contained 3 wt .-% water. The hydrogenation was carried out at a catalyst loading of 0.15 kg / l cat. · H, an inlet / circulation ratio of 8, a temperature of 50 ° C and a hydrogen pressure of 250 bar. The reactor was operated in a sump.

Nach einer Betriebszeit von 46 Stunden wurde ein Umsatz von 95,4 % bei einer Selektivität von 69,3 % (EEW = 255) erzielt. Die Versuchsfahrt wurde aufgrund intensiven Ru-Leachings (Ru-Gehalt im Austrag, ohne THF und Wasser: > 4 ppm) abgebrochen. (Ru-Leaching = Ablösen des Edelmetalls vom Träger).To operating hours of 46 hours, sales of 95.4% were added a selectivity of 69.3% (EEW = 255). The test drive was due intensive Ru-leaching (Ru content in the discharge, without THF and water:> 4 ppm) stopped. (Ru-Leaching = detachment of the precious metal from the carrier).

Das Beispiel zeigt:
Beim Einsatz eines geträgerten Ru-Kontakts wie Katalysator A in einer kontinuierlichen Fahrweise zeigt der Kontakt Leaching und ist somit bezüglich eines ökonomischen technischen Prozesses verbesserungswürdig.
The example shows:
When using a supported Ru contact such as catalyst A in a continuous driving the contact shows leaching and is thus in need of improvement in terms of an economic technical process.

Beispiel 3Example 3

Als Reaktor diente ein mit 75 ml Katalysator B befülltes, beheiztes Reaktionsrohr aus Edelstahl (Länge 0,8 m; Durchmesser 12 mm), das mit einer Zulaufpumpe für das Edukt und einem Abscheider mit Standhaltung für Probennahme und Abgasregelung ausgerüstet war.When Reactor was a filled with 75 ml of catalyst B, heated reaction tube made of stainless steel (length 0.8 m; Diameter 12 mm) with an inlet pump for the educt and a separator with stand attitude for sampling and emission control equipped was.

In die Hydrierung wurde zunächst eine 30 Gew.-%ige Lösung 2,2-Di-[p-glycidoxiphenyl]-propan (destillierte Ware, EEW = 172) in THF eingesetzt, die 3 Gew.-% Wasser enthielt. Die Hydrierung wurde bei einer Kat.-Belastung von 0,15 kg/IKat.·h, einem Zulauf/Umlauf-Verhältnis von 8, einer Temperatur von 50°C und einem Wasserstoffdruck von 250 bar gefahren. Der Reaktor wurde gesumpft betrieben.In the hydrogenation initially a 30 wt .-% solution of 2,2-di- [p-glycidoxiphenyl] propane (distilled goods, EEW = 172) in THF was used, which contained 3 wt .-% water. The hydrogenation was run at a Kat.-load of 0.15 kg / l cat. · H, an inlet / circulation ratio of 8, a temperature of 50 ° C and a hydrogen pressure of 250 bar. The reactor was operated in a sump.

Nach einer Betriebszeit von 256 h wurden dem Feed 5 Gew.-ppm Mg (bezogen auf eingesetzten Bisglycidylether (= BGE), gerechnet 100 %) in Form von Mg(NO3)2·H2O zugesetzt.After an operating time of 256 hours, 5 ppm by weight of Mg (based on bisglycidyl ether used (= BGE), calculated 100%) in the form of Mg (NO 3 ) 2 .H 2 O were added to the feed.

Nach einer Betriebszeit von 346 h wurde die BGE-Konzentration im Feed auf 40 erhöht, die Mg-Konzentration jedoch beibehalten. Das Zulauf/Umlauf-Verhältnis betrug 11.To an operating time of 346 h was the BGE concentration in the feed increased to 40, however, maintain the Mg concentration. The feed / circulation ratio was 11th

Die erzielten Umsätze, Selektivitäten und Ru-Konzentrationen im Reaktoraustrag (ohne Lösungsmittel) können nachfolgender Tabelle entnommen werden.The achieved sales, selectivities and Ru concentrations in the reactor effluent (without solvent) may be as follows Table be taken.

Figure 00250001
Figure 00250001

Figure 00260001
Figure 00260001

Das Beispiel zeigt:

  • 1. Die Mg-Imprägnierung führt dazu, dass der geträgerte Ru-Kontakt, wie im Batchversuch gezeigt, auch in kontinuierlicher Betriebsweise erheblich an Stabilität gewinnt (Bilanz 1–7).
  • 2. Nach einiger Zeit (~ 208 Stunden) ist ein leichtes Ru-Leaching zu beobachten (Bilanz 8–9). Ursache ist vermutlich das Herauswaschen des Magnesiums.
  • 3. Dem kann entgegengewirkt werden, indem man dem Feed eine kleine Menge Mg-Salz beifügt (10–14). Der Ru-Gehalt im Austrag kann so < 0,1 ppm gehalten werden.
  • 4. Unter diesen Bedingungen kann auch eine 40 Gew.-%ige BGE-Lösung problemlos hydriert werden (Bilanz 15–20).
  • 5. Reduziert man die beigefügte Mg-Menge allerdings deutlich unter 5 ppm (2,5 bzw. 1,25 ppm) so ist wieder leichtes (0,9 ppm) bzw. starkes (1,4 ppm) Leaching zu beobachten (Bilanz 21–28).
The example shows:
  • 1. The Mg impregnation leads to the fact that the supported Ru contact, as shown in the batch experiment, also gains considerable stability in continuous operation (balance sheet 1-7).
  • 2. After some time (~ 208 hours) a slight Ru-leaching is observed (balance 8-9). The cause is probably the washing out of the magnesium.
  • 3. This can be counteracted by adding a small amount of Mg salt to the feed (10-14). The Ru content in the discharge can be kept <0.1 ppm.
  • 4. Under these conditions, a 40 wt .-% BGE solution can be easily hydrogenated (balance 15-20).
  • 5. However, if the amount of Mg added is significantly below 5 ppm (2.5 or 1.25 ppm), light (0.9 ppm) or strong (1.4 ppm) leaching can again be observed (balance 21 -28).

4. Zum Oligomerengehalt:4. Oligomer content:

Erfindungsgemäß wurde auch erkannt, dass der Oligomerengehalt im Feed einen Einfluss auf die Standzeit des Katalysators hat: Bei Einsatz eines destillierten Feeds („oligomerenarmer" Feed) wird im Vergleich zu einer handelsüblichen Standardware („oligomerenreicher" Feed) eine verlangsamte Katalysatordeaktivierung beobachtet. Der Oligomerengehalt kann z.B. mittels GPC-Messung (Gel Permeation Chromatography) festgestellt werden:

Figure 00260002
Molmasse von 2,2-Di-[p-glycidoxiphenyl]-propan: 340 g/mol According to the invention, it was also recognized that the oligomer content in the feed has an influence on the service life of the catalyst: When using a distilled feed ("oligomer-poor" feed), a slower catalyst deactivation is observed in comparison to a commercially available standard product ("oligomer-rich" feed). The oligomer content can be determined, for example, by means of GPC measurement (gel permeation chromatography):
Figure 00260002
Molecular weight of 2,2-di- [p-glycidoxyphenyl] -propane: 340 g / mol

5. Beschreibung der GPC-Messbedingungen5. Description the GPC measurement conditions

  • Stationäre Phase: 5 Styroldivinylbenzolgelsäulen "PSS SDV linear M" (je 300 × 8 mm) der Fa. PSS GmbH (Temperierung: 35°C).Stationary Phase: 5 styrene-divinylbenzene gel columns "PSS SDV linear M" (each 300 × 8 mm) the company PSS GmbH (temperature: 35 ° C).
  • Mobile Phase: THF (Fluss: 1,2 ml/Min.).Mobile phase: THF (flow: 1.2 ml / min).
  • Eichung: MG 500–10 000 000 g/mol mit PS-Eichkit der Fa. Polymer Laboratories. Im Oligomerbereich: Ethylbenzol/1,3-Diphenylbutan/1,3,5-Triphenylhexan/1,3,5,7-Tetraphenyloktan/1,3,5,7,9-Pentaphenyldekan.Calibration: MG 500-10 000 000 g / mol with PS calibration kit from Polymer Laboratories. In the oligomer range: Ethylbenzene / 1,3-diphenylbutane / 1,3,5-Triphenylhexan / 1,3,5,7-Tetraphenyloktan / 1,3,5,7,9-Pentaphenyldekan.
  • Auswertegrenze: 180 g/mol.Evaluation limit: 180 g / mol.
  • Detektion: RI (Brechungsindex) Waters 410, UV (bei 254 nm) Spectra Series UV 100.Detection: RI (refractive index) Waters 410, UV (at 254 nm) Spectra Series UV 100.

Die angegebenen Molmassen stellen wegen unterschiedlicher hydrodynamischer Volumina der einzelnen Polymertypen in Lösung Relativwerte bzgl. Polystyrol als Eichsubstanz und damit keine absoluten Größen dar.The given molar masses because of different hydrodynamic Volumes of the individual polymer types in solution Relative values for polystyrene as a calibrant and therefore not absolute sizes.

Der mittels GPC-Messung ermittelte Oligomerengehalt in Flächen-% (FL%) kann mittels internem oder externem Standard in Gew.-% umgerechnet werden.Of the Oligomer content in area% (FL%) determined by GPC measurement can be converted to wt% by means of internal or external standard become.

Die GPC-Analyse eines im erfindungsgemäßen Hydrierverfahren eingesetzten aromatischen Bisglycidylethers der Formel II (R = CH3) zeigte z.B. neben dem Monomer folgenden Gehalt an entsprechenden oligomeren Bisglycidylethern:
Molmassen im Bereich von 180–<380 g/mol: > 98,5 FL%,
im Bereich von 380–<520 g/mol: < 1,3 FL%,
im Bereich von 520–<860 g/mol: < 0,80 Fl.% und
im Bereich von 860–1500 g/mol: < 0,15 FL%.
The GPC analysis of an aromatic bisglycidyl ether of the formula II (R =CH 3 ) used in the hydrogenation process according to the invention showed, for example, in addition to the monomer, the following content of corresponding oligomeric bisglycidyl ethers:
Molar masses in the range of 180- <380 g / mol:> 98.5 FL%,
in the range of 380- <520 g / mol: <1.3 FL%,
in the range of 520- <860 g / mol: <0.80 Fl.% and
in the range of 860-1500 g / mol: <0.15 FL%.

6. Beschreibung der Methode zur Bestimmung des Abdampfrückstands6. Description the method for determining the evaporation residue

Von jeder Probe wurde jeweils ca. 0,5 g in ein Wägeglas eingewogen. Die Wägegläser wurden anschließend bei Raumtemperatur in einen plattenbeheizten Vakuumtrockenschrank gestellt und der Trockenschrank evakuiert. Bei einem Druck von 3 mbar wurde die Temperatur auf 200°C erhöht und die Probe für 2 h getrocknet. Für weitere 2 h wurde die Temperatur auf 300°C erhöht, anschließend im Exsikkator auf Raumtemperatur abgekühlt und ausgewogen.From Each sample was weighed approx. 0.5 g into a weighing glass. The weighing glasses were subsequently at room temperature in a plate-heated vacuum oven put and the drying oven evacuated. At a pressure of 3 mbar, the temperature was 200 ° C elevated and the sample for Dried for 2 h. For for a further 2 h, the temperature was increased to 300 ° C, then in Desiccator cooled to room temperature and weighed.

Der mittels dieser Methode bestimmte Rückstand (Oligomerengehalt) in Standardware (ARALDIT GY 240 BD der Firma Vantico) betrug 6,1 Gew.-%.Of the residue determined by this method (oligomer content) in standard product (ARALDIT GY 240 BD from Vantico) was 6.1 Wt .-%.

Der mittels dieser Methode bestimmte Rückstand (Oligomerengehalt) in destillierter Standardware betrug 0 Gew.-%. (Destillationsbedingungen: 1 mbar, Badtemperatur 260°C und Übergangstemperatur am Kopf 229°C).Of the residue determined by this method (oligomer content) in distilled standard product was 0 wt .-%. (Distillation conditions: 1 mbar, bath temperature 260 ° C and transition temperature at the head 229 ° C).

7. Bestimmung der, cis/cis-cis/trans-trans/trans-Isomerenverhältnisse7. Determination of the, cis / cis-cis / trans-trans / trans isomer ratios

Ein Produktaustrag von hydriertem Bisphenol-A-bisglycidylether (R = CH3) wurde mittels Gaschromatographie (GC und GC-MS) analysiert. Dabei wurden 3 Signale als hydrierter Bisphenol-A-bisglycidylether identifiziert.A product effluent of hydrogenated bisphenol A bisglycidyl ether (R = CH 3 ) was analyzed by gas chromatography (GC and GC-MS). Three signals were identified as hydrogenated bisphenol A bisglycidyl ether.

Durch die Hydrierung der Bisphenol-A-Einheit des Bisglycidylethers können mehrere Isomere entstehen. Je nach Anordnung der Substituenten an den Cyclohexan-Ringen kann eine cis/cis-, trans/trans- oder cis/trans-Isomerie auftreten.By The hydrogenation of the bisphenol A unit of the bisglycidyl ether can be several Isomers are formed. Depending on the arrangement of the substituents on the cyclohexane rings a cis / cis, trans / trans or cis / trans isomerism may occur.

Zur Identifizierung der drei Isomere wurden die Produkte der betreffenden Peaks mittels einer Säulenschaltung präparativ gesammelt. Anschließend wurde jede Fraktion NMR-Spektroskopisch charakterisiert (1H, 13C, TOCSY, HSQC).To identify the three isomers, the products of the respective peaks were preparatively collected by means of a columnar circuit. Subsequently, each fraction was characterized by NMR spectroscopy ( 1 H, 13 C, TOCSY, HSQC).

Für die präparative GC kam ein GC-System mit einer Säulenschaltung zum Einsatz. Dabei wurde die Probe auf einer Sil-5-Kapillare (l = 15 m, ID = 0,53 mm, df = 3 μm) vorgetrennt. Die Signale wurden mit Hilfe einer DEANS-Schaltung auf eine 2. GC-Säule geschnitten. Diese Säule diente zur Überprüfung der Güte des präparativen Schnittes. Abschließend wurde jeder Peak mit Hilfe eines Fraktionssammlers gesammelt. Es wurden 28 Injektionen einer ca. 10 Gew.-%igen Lösung der Probe präpariert, was ca. 10 μg jeder Komponente entspricht.For the preparative GC came a GC system with a column circuit for use. The sample was placed on a Sil-5 capillary (l = 15 m, ID = 0.53 mm, df = 3 μm) pre-separated. The signals were using a DEANS circuit cut on a 2nd GC column. This pillar served to review the Goodness of the preparative Section. Finally Each peak was collected using a fraction collector. It 28 injections of an approximately 10% by weight solution of the sample were prepared, which is about 10 μg Each component corresponds.

Die Charakterisierung der isolierten Komponenten erfolgte dann per NMR-Spektroskopie.The Characterization of the isolated components was then by NMR spectroscopy.

Für die Bestimmung der Isomerenverhältnisse eines hydrierten Bisphenol-F-bisglycidylethers (R = H) gilt das Entsprechende.For the determination the isomer ratios a hydrogenated bisphenol F bisglycidyl ether (R = H) the corresponding applies.

8. Bestimmung von Ruthenium im kernhydrierten Bisglycidylether der Formel I8. Determination of ruthenium in the ring-hydrogenated bisglycidyl ether of the formula I

Die Probe wurde mit einem geeigneten organischen Lösemittel (z.B. NMP) um Faktor 100 verdünnt. In dieser Lösung wurde der Ruthenium Gehalt durch Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS) bestimmt. Gerät: ICP-MS-Spektrometer, z.B. Agilent 7500s Messbedingungen: Kalibration: Externe Kalibration in organischer Matrix Zerstäuber: Meinhardt Masse: Ru102 The sample was diluted by a factor of 100 with a suitable organic solvent (eg NMP). In this solution, the ruthenium content was determined by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Device: ICP-MS spectrometer, eg Agilent 7500s Measurement conditions: calibration: External calibration in organic matrix atomizer: Meinhardt Dimensions: Ru102

Die Eichgerade wurde so gewählt, dass in der verdünnten Messlösung der notwendige Abgabewert sicher bestimmt werden konnte.The Eichstraade was chosen that in the diluted measurement solution the necessary delivery value could be reliably determined.

9. Bestimmung von Chlorid und organisch gebundenem Chlor 9. Determination of chloride and organically bound chlorine

Die Bestimmung von Chlorid erfolgte ionenchromatographisch.The Determination of chloride was carried out by ion chromatography.

Probenvorbereitung:Sample preparation:

Es wurden ca. 1 g der Probe in Toluol gelöst und mit 10 ml Reinstwasser extrahiert. Die wässrige Phase wurde mittels Ionenchromatographie vermessen.It About 1 g of the sample was dissolved in toluene and washed with 10 ml ultrapure water extracted. The watery Phase was measured by ion chromatography.

Messbedingungen:Measurement conditions:

Ionenchromatographie-System:Ion chromatography system: MetrohmMetrohm Vorsäule:Guard column: DIONEX AG 12DIONEX AG 12 Trennsäule:Column: DIONEX AS 12DIONEX AS 12 Eluent:eluent: (2,7 mmol Na2CO3 + 0,28 mmol NaHCO3)/Liter(2.7 mmol Na 2 CO 3 + 0.28 mmol NaHCO 3 ) / liter Wasserwater Fuss:Foot: 1 ml/Min.1 ml / min. Detektion:detection: Leitfähigkeit nach chemischer Suppressionconductivity after chemical suppression Suppressor:suppressor: Metrohm Modul 753 50 mmol H2SO4; Reinstwasser (Fluss ca. 0,4 ml/Min.)Metrohm Modul 753 50 mmol H 2 SO 4 ; Ultrapure water (flow approx. 0.4 ml / min.) Kalibrierung:Calibration: 0,01 mg/L bis 0,1 mg/L0.01 mg / L to 0.1 mg / L

Coulometrische Bestimmung von organisch gebundenem Chlor (Gesamtchlor), entsprechend DIN 51408, Teil 2, „Bestimmung des Chlorgehalts"Coulometric determination of organically bound chlorine (total chlorine), in accordance with DIN 51408, Part 2, "Determination the chlorine content "

Die Probe wurde in einer Sauerstoffatmosphäre bei einer Temperatur von ca. 1020°C verbrannt. Das in der Probe gebundene Chlor wird dabei zu Chlorwasserstoff umgesetzt. Die bei der Verbrennung entstehenden nitrose Gase, Schwefeloxide und Wasser werden entfernt und das so gereinigte Verbrennungsgas in die Coulometerzelle eingeleitet. Hier erfolgt die coulometrische Bestimmung des gebildeten Chlorids gemäß Cl + Ag+ → AgCl. Einwaagebereich: 1 bis 50 mg Bestimmungsgrenze: ca. 1 mg/kg (substanzabhängig) Gerät: Fa. Euroglas (LHG), „ECS-1200" The sample was burned in an oxygen atmosphere at a temperature of about 1020 ° C. The bound chlorine in the sample is converted to hydrogen chloride. The nitrous gases, sulfur oxides and water produced during combustion are removed and the purified combustion gas is introduced into the coulometer cell. Here, the coulometric determination of the chloride formed according to Cl - + Ag + → AgCl. Einwaagebereich: 1 to 50 mg Limit of quantitation: about 1 mg / kg (substance dependent) Device: Fa. Euroglas (LHG), "ECS-1200"

  • Literatur: F. Ehrenberger, „Quantitative organische Elementaranalyse", ISBN 3-527-28056-1.Literature: F. Ehrenberger, "quantitative organic elementary analysis", ISBN 3-527-28056-1.

Claims (45)

Ruthenium-Heterogenkatalysator enthaltend Siliziumdioxid als Trägermaterial, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoroberfläche Erdalkalimetallionen (M2+) enthält.Ruthenium heterogeneous catalyst containing silicon dioxide as support material, characterized in that the catalyst surface contains alkaline earth metal ions (M 2+ ). Ruthenium-Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoroberfläche Magnesiumionen (Mg2+) enthält.Ruthenium catalyst according to claim 1, characterized in that the catalyst surface contains magnesium ions (Mg 2+ ). Ruthenium-Katalysator nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator 0,1 bis 10 Gew.-% Ruthenium und die Katalysatoroberfläche 0,01 bis 1 Gew.-% des oder der Erdalkalimetallions/en (M2+), jeweils bezogen auf das Gewicht des Siliziumdioxid-Trägermaterials, enthält.Ruthenium catalyst according to Claims 1 or 2, characterized in that the catalyst contains 0.1 to 10% by weight of ruthenium and the catalyst surface contains 0.01 to 1% by weight of the alkaline earth metal ion (s) (M 2+ ), each based on the weight of the silica support material. Ruthenium-Katalysator nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator 0,2 bis 5 Gew.-% Ruthenium und die Katalysatoroberfläche 0,05 bis 0,5 Gew.-% des oder der Erdalkalimetallions/en (M2+), jeweils bezogen auf das Gewicht des Siliziumdioxid-Trägermaterials, enthält.Ruthenium catalyst according to Claims 1 or 2, characterized in that the catalyst contains 0.2 to 5% by weight of ruthenium and the catalyst surface contains 0.05 to 0.5% by weight of the alkaline earth metal ion (s) (M 2 + ), in each case based on the weight of the silica support material. Ruthenium-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei man den Katalysator durch ein- oder mehrfache Tränkung des Trägermaterials mit einer Lösung eines Ruthenium(III)salzes, Trocknung und Reduktion herstellt.Ruthenium catalyst according to one of the preceding Claims, wherein the catalyst by single or multiple impregnation of the support material with a solution a ruthenium (III) salt, drying and reduction produces. Ruthenium-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdalkalimetallionen (M2+) durch Imprägnierung eines vorläufigen Ruthenium-Heterogenkatalysators mit einer Lösung eines Erdalkalimetall(II)salzes in die Katalysatoroberfläche eingebracht werden.Ruthenium catalyst according to one of the preceding claims, characterized in that the alkaline earth metal ions (M 2+ ) are introduced by impregnation of a preliminary ruthenium heterogeneous catalyst with a solution of an alkaline earth metal (II) salt in the catalyst surface. Ruthenium-Katalysator nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Lösung eines Erdalkalimetall(II)salzes um eine wässrige Lösung von Magnesiumnitrat und/oder Calciumnitrat handelt.Ruthenium catalyst according to the preceding claim, characterized in that it is in the solution of an alkaline earth metal (II) salt around a watery solution of magnesium nitrate and / or calcium nitrate. Ruthenium-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial auf Basis von amorphem Siliziumdioxid eine BET-Oberfläche (nach DIN 66131) im Bereich von 30 bis 700 m2/g aufweist.Ruthenium catalyst according to one of the preceding claims, characterized in that the support material based on amorphous silicon dioxide has a BET surface area (according to DIN 66131) in the range from 30 to 700 m 2 / g. Ruthenium-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator weniger als 0,05 Gew.-% Halogenid (ionenchromatographisch bestimmt), bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, enthält.Ruthenium catalyst according to one of the preceding Claims, characterized in that the catalyst is less than 0.05% by weight Halide (determined by ion chromatography), based on the total weight of the catalyst. Ruthenium-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ruthenium als Schale an der Katalysatoroberfläche konzentriert ist.Ruthenium catalyst according to one of the preceding Claims, characterized in that the ruthenium concentrates as a shell on the catalyst surface is. Ruthenium-Katalysator nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Ruthenium in der Schale teilweise oder vollständig kristallin vorliegt.Ruthenium catalyst according to the preceding claim, characterized in that the ruthenium in the shell partially or completely present in crystalline form. Ruthenium-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Erdalkalimetallion/en hochdispers in der Katalysatoroberfläche vorliegt/vorliegen.Ruthenium catalyst according to one of the preceding Claims, characterized in that the or the Erdalkalimetallion / s highly dispersed in the catalyst surface is present / present. Ruthenium-Heterogenkatalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Siliziumdioxid-Trägermaterial das mittels 29Si-Festkörper-NMR bestimmte prozentuale Verhältnis der Signalintensitäten der Q2- und Q3-Strukturen Q2/Q3 kleiner als 25 ist.Ruthenium heterogeneous catalyst according to one of the preceding claims, characterized in that in the silicon dioxide carrier material, the percentage ratio of the signal intensities of the Q 2 and Q 3 structures Q 2 / Q 3 determined by means of 29 Si solid-state NMR is less than 25. Ruthenium-Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Siliziumdioxid-Trägermaterial die Konzentration an Al(III) und Fe(II und/oder III) in Summe kleiner 300 Gew.-ppm beträgt.Ruthenium catalyst according to one of the preceding Claims, characterized in that in the silica support material the concentration of Al (III) and Fe (II and / or III) in total smaller 300 ppm by weight. Verfahren zur Hydrierung einer carbocyclischen aromatischen Gruppe zur entsprechenden carbocyclischen aliphatischen Gruppe, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Ruthenium-Heterogenkatalysator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 einsetzt.Process for the hydrogenation of a carbocyclic aromatic Group to the corresponding carbocyclic aliphatic group, characterized in that one comprises a ruthenium heterogeneous catalyst according to one the claims 1 to 14 starts. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch zur Hydrierung eines Benzolrings zum entsprechenden carbocyclischen 6-Ring.Process according to the preceding claim for hydrogenation a benzene ring to the corresponding carbocyclic 6-ring. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung eines Bisglycidylethers der Formel I
Figure 00310001
in der R CH3 oder H bedeutet, durch Kernhydrierung des entsprechenden aromatischen Bisglycidylethers der Formel II
Figure 00320001
Method according to one of the two preceding claims for the preparation of a bis-glycidyl ether of the formula I.
Figure 00310001
in which R denotes CH 3 or H, by nuclear hydrogenation of the corresponding aromatic bisglycidyl ether of the formula II
Figure 00320001
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der eingesetzte aromatische Bisglycidylether der Formel II einen Gehalt an entsprechenden oligomeren Bisglycidylethern von weniger als 10 Gew.-% aufweist.Method according to claim 17, characterized in that in that the aromatic bisglycidyl ether of the formula II used a content of corresponding oligomeric bisglycidyl ethers of less than 10 wt .-% has. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der eingesetzte aromatische Bisglycidylether der Formel II einen Gehalt an entsprechenden oligomeren Bisglycidylethern von weniger als 5 Gew.-% aufweist.Method according to claim 17, characterized in that in that the aromatic bisglycidyl ether of the formula II used a content of corresponding oligomeric bisglycidyl ethers of less than 5 wt .-% has. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oligomeren Bisglycidylether für R = H ein Molgewicht im Bereich von 568 bis 1338 g/mol und für R = CH3 ein Molgewicht im Bereich von 624 bis 1478 g/mol aufweisen.Method according to one of the two preceding claims, characterized in that the oligomeric bis-glycidyl ethers for R = H have a molecular weight in the range of 568 to 1338 g / mol and for R = CH 3 have a molecular weight in the range of 624 to 1478 g / mol. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass man die Hydrierung bei einer Temperatur im Bereich von 30 bis 200 °C durchführt.Method according to one of claims 15 to 20, characterized that the hydrogenation is carried out at a temperature in the range of 30 to 200 ° C carried out. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass man die Hydrierung bei einem Wasserstoffabsolutdruck im Bereich von 10 bis 325 bar durchführt.Method according to one of claims 15 to 21, characterized that the hydrogenation at a hydrogen absolute pressure in the range from 10 to 325 bar. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass man die Hydrierung an einem Katalysatorfestbett durchführt.Method according to one of claims 15 to 22, characterized that the hydrogenation is carried out on a fixed catalyst bed. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass man die Hydrierung in flüssiger Phase, enthaltend den Katalysator in Form einer Suspension, durchführt.Method according to one of claims 15 to 22, characterized that the hydrogenation in liquid Phase containing the catalyst in the form of a suspension is carried out. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass man den aromatischen Bisglycidylether der Formel II als Lösung in einem gegenüber der Hydrierung inerten organischen Lösungsmittel einsetzt, wobei die Lösung 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Lösungsmittel, Wasser enthält.Method according to one of Claims 17 to 24, characterized that the aromatic bisglycidyl ether of the formula II as a solution in one opposite the hydrogenation of inert organic solvent, wherein the solution 0.1 to 10 wt .-%, based on the solvent, water. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lösung des zu hydrierenden Substrats eingesetzt wird, die Erdalkalimetallionen (M2+) enthält.Method according to one of claims 15 to 25, characterized in that a solution of the substrate to be hydrogenated is used which contains alkaline earth metal ions (M 2+ ). Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lösung des zu hydrierenden Substrats eingesetzt wird, die Magnesiumionen (Mg2+) enthält.Method according to one of claims 15 to 25, characterized in that a solution of the substrate to be hydrogenated is used, which contains magnesium ions (Mg 2+ ). Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt der Lösung an Erdalkalimetallionen 1 bis 100 Gew.-ppm beträgt.Method according to one of the two preceding claims, characterized characterized in that the content of the solution of alkaline earth metal ions 1 to 100 ppm by weight is. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt der Lösung an Erdalkalimetallionen 2 bis 10 Gew.-ppm beträgt.Method according to claim 26 or 27, characterized that the content of the solution of alkaline earth metal ions is 2 to 10 ppm by weight. Bisglycidylether der Formel I
Figure 00330001
in der R CH3 oder H bedeutet, herstellbar durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 29.
Bisglycidyl ethers of the formula I.
Figure 00330001
in which R denotes CH 3 or H, preparable by a process according to one of Claims 15 to 29.
Bisglycidylether nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Gehalt an entsprechenden oligomeren kernhydrierten Bisglycidylethern der Formel
Figure 00330002
mit n = 1, 2, 3 oder 4, von weniger als 10 Gew.-% aufweisen.
Bisglycidyl ethers according to the preceding claim, characterized in that they contain a content of corresponding oligomeric ring-hydrogenated bis-glycidyl ethers of the formula
Figure 00330002
with n = 1, 2, 3 or 4, of less than 10 wt .-% have.
Bisglycidylether nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Gehalt an entsprechenden oligomeren kernhydrierten Bisglycidylethern von weniger als 5 Gew.-% aufweisen.Bisglycidyl ethers according to the preceding claim, characterized in that it has a content of corresponding oligomeric ring-hydrogenated bis-glycidyl ethers of less than 5% by weight exhibit. Bisglycidylether nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Gehalt an entsprechenden oligomeren kernhydrierten Bisglycidylethern von weniger als 1,5 Gew.-% aufweisen.Bisglycidyl ether according to claim 31, characterized in that that they have a content of corresponding oligomeric ring hydrogenated Bisglycidyl ethers of less than 1.5 wt .-% have. Bisglycidylether nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Gehalt an entsprechenden oligomeren kernhydrierten Bisglycidylethern von weniger als 0,5 Gew.-% aufweisen.Bisglycidyl ether according to claim 31, characterized in that that they have a content of corresponding oligomeric ring hydrogenated Bisglycidyl ethers of less than 0.5 wt .-% have. Bisglycidylether nach den Ansprüchen 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an oligomeren kernhydrierten Bisglycidylethern mittels Erhitzung des aromatischen Bisglycidylethers für 2 h auf 200°C und für weitere 2 h auf 300°C bei jeweils 3 mbar bestimmt wird.Bisglycidyl ether according to claims 31 to 34, characterized that the content of oligomeric ring hydrogenated Bisglycidylethern means Heating the aromatic bisglycidyl ether for 2 h at 200 ° C and for more 2 hours at 300 ° C is determined at 3 mbar each. Bisglycidylether nach den Ansprüchen 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an oligomeren kernhydrierten Bisglycidylethern mittels GPC-Messung (Gel Permeation Chromatography) bestimmt wird.Bisglycidyl ether according to claims 31 to 34, characterized that the content of oligomeric ring hydrogenated Bisglycidylethern means GPC measurement (gel permeation chromatography) is determined. Bisglycidylether nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der mittels GPC-Messung bestimmte Gehalt an oligomeren Bisglycidylethern in Flächen-% einem Gehalt in Gew.-% gleichgesetzt wird.Bisglycidyl ethers according to the preceding claim, wherein the by GPC measurement certain content of oligomeric bisglycidyl ethers in area% one Content in wt .-% equals. Bisglycidylether nach einem der Ansprüche 30 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen nach DIN 51408 bestimmten Gesamtchlorgehalt von kleiner 1000 Gew.-ppm aufweisen.Bisglycidyl ethers according to any one of claims 30 to 37, characterized in that they are intended according to DIN 51408 Have total chlorine content of less than 1000 ppm by weight. Bisglycidylether nach einem der Ansprüche 30 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen mit Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS) bestimmten Rutheniumgehalt von kleiner 0,3 Gew.-ppm aufweisen.Bisglycidyl ethers according to any one of claims 30 to 38, characterized in that they have one with mass spectrometry with inductively coupled plasma (ICP-MS) determined ruthenium content of less than 0.3 Ppm by weight. Bisglycidylether nach einem der Ansprüche 30 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine nach DIN ISO 6271 bestimmte Platin-Cobalt-Farbzahl (APHA-Farbzahl) von kleiner 30 aufweisen.Bisglycidyl ethers according to any one of claims 30 to 39, characterized in that it is determined according to DIN ISO 6271 Platinum Cobalt Color Number (APHA Color Number) of less than 30 have. Bisglycidylether nach einem der Ansprüche 30 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass sie nach der Norm ASTM-D-1652-88 bestimmte Epoxy-Äguivalente im Bereich von 170 bis 240 g/Äquivalente aufweisen.Bisglycidyl ethers according to any one of claims 30 to 40, characterized in that it according to the standard ASTM-D-1652-88 certain epoxy equivalents in the range of 170 to 240 g / equivalent exhibit. Bisglycidylether nach einem der Ansprüche 30 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen nach DIN 53188 bestimmten Anteil an hydrolysierbaren Chlor von kleiner 500 Gew.-ppm aufweisen.Bisglycidyl ethers according to any one of claims 30 to 41, characterized in that they are intended according to DIN 53188 Share of hydrolyzable chlorine of less than 500 ppm by weight. Bisglycidylether nach einem der Ansprüche 30 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine nach DIN 51562 bestimmte kinematische Viskosität von kleiner 800 mm2/s bei 25°C aufweisen.Bisglycidylether according to one of claims 30 to 42, characterized in that they have a DIN 51562 certain kinematic viscosity of less than 800 mm 2 / s at 25 ° C. Bisglycidylether nach einem der Ansprüche 30 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein cis/cis:cis/trans:trans/trans-Isomerenverhältnis im Bereich von 44–63 %:34–53 %:3–22 % aufweisen.Bisglycidyl ethers according to any one of claims 30 to 43, characterized in that it has a cis / cis: cis / trans: trans / trans isomer ratio in Range of 44-63 %: 34-53 %: 3-22 % exhibit. Bisglycidylether nach einem der Ansprüche 30 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass der Bisglycidylether durch vollständige Hydrierung der aromatischen Kerne eines Bisglycidylethers der Formel II
Figure 00350001
in der R CH3 oder H bedeutet, erhalten wird, wobei der Hydrierungsgrad > 98 beträgt.
Bisglycidyl ether according to one of claims 30 to 44, characterized in that the bisglycidyl ether by complete hydrogenation of the aromatic nuclei of a bisglycidyl ether of formula II
Figure 00350001
in which R denotes CH 3 or H, the degree of hydrogenation being> 98.
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