DE102015219729A1 - Process for the hydrogenation of dihydroxydiphenylalkanes - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Hydrierung von Dihydroxydiphenylalkanen der Formel Iworin R1, R1‘, R3 und R3‘ unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen stehen und R2 und R2‘ unabhängig voneinander für ein H-Atom oder für eine C1- bis C5-Alkylgruppe steht, zu den entsprechenden Dihydroxydicyclohexylalkanen, dadurch gekennzeichnet, dass als Hydrierkatalysator ein Trägerkatalysator verwendet wird, der Zirkondioxid als Träger und als aktives Metall Ruthenium enthält.Process for the hydrogenation of dihydroxydiphenylalkanes of the formula Iworin R 1, R 1 ', R 3 and R 3' independently of one another represent a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 C atoms and R 2 and R 2 'independently of one another are an H atom or a C 1 - to C5-alkyl group, to the corresponding Dihydroxydicyclohexylalkanen, characterized in that a supported catalyst is used as the hydrogenation catalyst, the zirconium dioxide as a carrier and as an active metal ruthenium.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrierung von Dihydroxydiphenylalkanen der Formel Iworin R1, R1‘, R3 und R3‘ unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen stehen und R2 und R2‘ unabhängig voneinander für ein H-Atom oder für eine C1- bis C5-Alkylgruppe steht, zu den entsprechenden Dihydroxydicyclohexylalkanen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass als Hydrierkatalysator ein Trägerkatalysator verwendet wird, der Zirkondioxid als Träger und als aktives Metall Ruthenium enthält.The present invention relates to a process for the hydrogenation of dihydroxydiphenylalkanes of the formula I. in which R 1 , R 1 ' , R 3 and R 3' independently of one another represent a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 C atoms and R 2 and R 2 ' independently of one another represent an H atom or a C 1 to C5-alkyl group, to the corresponding Dihydroxydicyclohexylalkanen, which is characterized in that a supported catalyst is used as the hydrogenation catalyst, the zirconium dioxide as a carrier and as an active metal ruthenium.
Dihydroxydicyclohexylalkane sind z.B. als Vernetzer oder als Ausgangsstoff für Epoxyharze von Bedeutung. Dihydroxydicyclohexylalkanes are e.g. as a crosslinker or as a starting material for epoxy resins of importance.
In
Bei den bisher bekannten Verfahren zur Hydrierung von Dihydroxydiphenylalkanen sind häufig hohe Drücke und hohe Temperaturen notwendig. Auch sind die Umsätze und Selektivitäten weiter zu verbessern. Nebenprodukte, insbesondere leichtsiedende Verunreinigungen, müssen aufwendig entfernt werden.In the hitherto known processes for the hydrogenation of dihydroxydiphenylalkanes, high pressures and high temperatures are frequently necessary. Also, the sales and selectivities are to be further improved. By-products, especially low-boiling impurities, must be removed consuming.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher ein Verfahren zur Hydrierung von Dihydroxydiphenylalkanen, insbesondere Bisphenol C, welches einfach und wirtschaftlich durchgeführt werden kann, niedrige Drücke und Temperaturen ermöglicht, und bei dem Dihydroxydicyclohexylalkane, insbesondere hydriertes Bisphenol C (Di(3-methyl-4-hydroxycyclohexyl)-2-propan) mit hohen Umsätzen und mit hoher Selektivität erhältlich sind. The object of the present invention was therefore a process for the hydrogenation of dihydroxydiphenylalkanes, in particular bisphenol C, which can be carried out simply and economically, low pressures and temperatures, and wherein the Dihydroxydicyclohexylalkane, in particular hydrogenated bisphenol C (di (3-methyl-4-hydroxycyclohexyl ) -2-propane) are available with high conversions and with high selectivity.
Demgemäß wurde das eingangs definierte Verfahren gefunden.Accordingly, the method defined above was found.
Zu den Dihydroxydiphenylalkanen To the dihydroxydiphenylalkanes
In Formel I stehen R1, R1‘, R3 und R3‘ unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen. Bei der aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe kann es sich z.B. um lineare oder verzweigte Alkylgruppen oder Cycloalkylgruppen, welche gegebenenfalls durch lineare oder verzweigte Alkylgruppen substituiert sind, handeln.In formula I, R 1 , R 1 ' , R 3 and R 3' independently of one another represent a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 C atoms. The aliphatic hydrocarbon group may be, for example, linear or branched alkyl groups or cycloalkyl groups, which are optionally substituted by linear or branched alkyl groups act.
Vorzugsweise stehen R1, R1‘, R3 und R3‘ unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen, z.B. eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen, z. B. eine Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso-Butyl oder tertiär-Butyl-gruppe oder eine Cyclohexylgruppe, insbesondere handelt es sich bei der Kohlenwasserstoffgruppe um ein C1- bis C4- Alkylgruppe, vorzugsweise eine Methylgruppe.Preferably, R 1 , R 1 ' , R 3 and R 3' independently represent a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, for example a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, for. For example, a methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl or tertiary-butyl group or a cyclohexyl group, in particular, in the hydrocarbon group is a C1 to C4 - Alkyl group, preferably a methyl group.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind R1 und R1‘ identisch, ebenso R3 und R3‘.In a preferred embodiment, R 1 and R 1 'are identical, as are R 3 and R 3' .
Besonders bevorzugte Dihydroxydiphenyalkane der Formel I sind solche, in denen R1 und R1‘ die vorstehenden Bedeutungen und bevorzugten Bedeutungen haben, aber sowohl R3 als auch R3‘ grundsätzlich für ein Wasserstoffatom stehen.Particularly preferred dihydroxydiphenyalkanes of the formula I are those in which R 1 and R 1 'have the above meanings and preferred meanings, but both R 3 and R 3' in principle represent a hydrogen atom.
In Formel I stehen R2 und R2‘ unabhängig voneinander für ein H-Atom oder für eine C1- bis C5-Alkylgruppe, insbesondere für ein H-Atom, eine Methyl- oder eine Ethylgruppe. In einer bevorzugten Ausführungsform sind R2 und R2‘ identisch. In formula I, R 2 and R 2 ' independently of one another are an H atom or a C 1 - to C 5 -alkyl group, in particular an H atom, a methyl or an ethyl group. In a preferred embodiment, R 2 and R 2 'are identical.
Besonders bevorzugt sind R2 und R2‘ identisch und stehen für eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe, insbesondere eine Methylgruppe.Particularly preferably, R 2 and R 2 'are identical and stand for a methyl group or an ethyl group, in particular a methyl group.
Als besonders bevorzugte Verbindung der Formel I sei Bisphenol C (Di(3-methyl-4-hydroxylphenyl)-2-propan (R1, R1‘, R2 und R2‘ = Methyl, R3 und R3‘= H) genannt.As a particularly preferred compound of the formula I is bisphenol C (di (3-methyl-4-hydroxylphenyl) -2-propane (R 1 , R 1 ' , R 2 and R 2' = methyl, R 3 and R 3 ' = H ) called.
Zum TrägerkatalysatorTo the supported catalyst
Der Trägerkatalysator enthält Zirkondioxid als Träger und als aktives Metall Ruthenium.The supported catalyst contains zirconium dioxide as a carrier and ruthenium as the active metal.
Neben Ruthenium kann der Trägerkatalysator weitere aktive Metalle enthalten. In Betracht kommen z.B. Metalle der Gruppen IVb, Vb, VIb, VIIb, VIIIb, Ib oder IIb des Periodensystems. In addition to ruthenium, the supported catalyst may contain further active metals. Consider, for example, Metals of Groups IVb, Vb, VIb, VIIb, VIIIb, Ib or IIb of the Periodic Table.
Genannt seine insbesondere Nickel, Palladium, Platin, Cobalt, Rhodium, Iridium, Kupfer, Mangan oder Zinn. Specifically its called nickel, palladium, platinum, cobalt, rhodium, iridium, copper, manganese or tin.
Als weitere aktive Metalle bevorzugt sind Metalle der VIII. Nebengruppe des Periodensystems, insbesondere Rhodium, Palladium und Platin.Preferred further active metals are metals of VIII. Subgroup of the Periodic Table, in particular rhodium, palladium and platinum.
Der Trägerkatalysator enthält die aktiven Metalle entweder in elementarer Form oder in Form von Verbindungen, z. B. Oxiden. Der Begriff Metall umfasst daher im Folgenden elementare Metalle oder auch Metalle, wie sie in chemischen Bindungen, sei es in ionischer Form oder kovalent gebundener Form vorliegen. Alle Gewichtsangaben der aktiven Metalle beziehen sich jedoch nur auf die Metalle als solche und umfassen im Falle der Metallverbindungen nicht die weiteren Bestandteile der Verbindungen. Bei Verwendung der aktiven Metalle in Form ihrer Oxide oder gegebenenfalls auch sonstiger Verbindungen erfolgt im Allgemeinen bei höheren Temperaturen, insbesondere in Gegenwart von Wasserstoff, eine Reduktion der Oxide zu den Metallen. Dies kann mit Beginn der Umsetzung geschehen oder in einem separaten Schritt vorher durchgeführt werden.The supported catalyst contains the active metals either in elemental form or in the form of compounds, e.g. B. oxides. The term metal therefore includes below elementary metals or metals, such as those in chemical bonds, be it in ionic form or covalently bonded form. All weights of the active metals, however, refer only to the metals as such and, in the case of the metal compounds, do not include the other constituents of the compounds. When using the active metals in the form of their oxides or optionally also other compounds is generally carried out at higher temperatures, in particular in the presence of hydrogen, a reduction of the oxides to the metals. This can be done at the beginning of the implementation or in advance in a separate step.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei mindestens 30 Gew. %, insbesondere bei mindestens 50 Gew. %, besonders bevorzugt bei mindestens 70 Gew. % und ganz besonders bevorzugt bei 90 Gew. % der aktiven Metalle des Trägerkatalysators um Ruthenium. In einer besonderen Ausführungsform enthält der Trägerkatalysator ausschließlich Ruthenium als aktives Metall.In a preferred embodiment, it is at least 30 wt.%, In particular at least 50 wt.%, Particularly preferably at least 70 wt.% And most preferably at 90 wt.% Of the active metals of the supported catalyst to ruthenium. In a particular embodiment, the supported catalyst contains only ruthenium as the active metal.
Der Trägerkatalysator enthält aktive Metalle, bzw. ausschließlich Ruthenium in der besonders bevorzugten Ausführungsform, vorzugsweise in einer Gesamtmenge von 0,01 bis 20 Gewichtsprozent, bevorzugt 0,05 bis 15 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägerkatalysators.The supported catalyst contains active metals, or exclusively ruthenium in the particularly preferred embodiment, preferably in a total amount of 0.01 to 20 weight percent, preferably 0.05 to 15 weight percent, particularly preferably 0.1 to 10 weight percent, based on the total weight of supported catalyst.
Die Herstellung des Trägerkatalysators ist bekannt. The preparation of the supported catalyst is known.
Der Träger Zirkondioxid kann z.B. in Form von Strangpresslingen, Kugeln oder Tabletten, beispielsweise mit Durchmessern von 1–10 mm, oder vorzugsweise als Pulver vorliegen. Auf den Träger können die aktiven Metalle z. B. in Form von Metallsalzlösungen aufgebracht werden. Der Träger kann vor oder nach dem Aufbringen der aktiven Metalle in eine gewünschte Form gebracht werden.The carrier zirconia may e.g. in the form of extrudates, spheres or tablets, for example with diameters of 1-10 mm, or preferably as a powder. On the support, the active metals z. B. be applied in the form of metal salt solutions. The support can be brought into a desired shape before or after the application of the active metals.
Vorzugsweise wird der Trägerkatalysator als Pulver verwendet.Preferably, the supported catalyst is used as a powder.
Der Trägerkatalysator wird vorzugsweise bei Temperaturen von bis zu 300°C getrocknet und im Anschluss bei Temperaturen bis zu 600°C kalziniert oder direkt bei bis zu 600°C kalziniert.The supported catalyst is preferably dried at temperatures of up to 300 ° C and then calcined at temperatures up to 600 ° C or directly calcined at up to 600 ° C.
Vorzugsweise wird der Trägerkatalysator vor seiner Verwendung mit Wasserstoff bei einer Temperatur von beispielsweise 100–350 °C aktiviert. Dies kann nach Einbringen des Katalysators in den Reaktor, zum Beispiel vor oder nach Beginn der Hydrierung der Dihydroxydiphenylalkane geschehen.Preferably, the supported catalyst is activated with hydrogen at a temperature of, for example, 100-350 ° C prior to its use. This can be done after introducing the catalyst into the reactor, for example before or after the beginning of the hydrogenation of the Dihydroxydiphenylalkane.
Häufig wird der Trägerkatalysator vor Einbringen in den Reaktor aktiviert und danach mit Sauerstoff an der Oberfläche passiviert, damit er noch gelagert werden kann bzw. handhabungssicher ist. Erst im Reaktor erfolgt dann die abschließende Aktivierung.Frequently, the supported catalyst is activated before introduction into the reactor and then passivated with oxygen on the surface so that it can still be stored or is safe to handle. Only in the reactor is then the final activation.
Zum VerfahrenTo the procedure
Zur Hydrierung der Dihydroxydiphenylalkane kann Wasserstoff oder Verbindungen, welche Wasserstoff freisetzen, als Hydriermittel verwendet werden.For the hydrogenation of the dihydroxydiphenylalkanes, hydrogen or compounds which release hydrogen can be used as the hydrogenating agent.
Vorzugsweise wird Wasserstoff als Hydriermittel eingesetzt. Als Wasserstoff kann z.B. technisch reiner Wasserstoff eingesetzt werden, wobei unter „technisch rein“ ein Gehalt an Wasserstoff von mindestens 99 Gewichtsprozent, insbesondere mindestens 99.5 Gewichtsprozent verstanden wird.Preferably, hydrogen is used as the hydrogenating agent. As hydrogen, e.g. technically pure hydrogen are used, wherein "technically pure" a content of hydrogen of at least 99 weight percent, in particular at least 99.5 weight percent is understood.
Wasserstoff kann auch in Gemisch mit anderen Gasen eingesetzt werden. In Betracht kommen Gasgemische aus Wasserstoff und Inertgasen wie Helium, Argon, Kohlenstoffdioxid, Stickstoff oder Neon.Hydrogen can also be used in mixture with other gases. In consideration are gas mixtures of hydrogen and inert gases such as helium, argon, carbon dioxide, nitrogen or neon.
Vorzugsweise wird Wasserstoff in technisch reiner Form verwendet.Preferably, hydrogen is used in a technically pure form.
Die Dihydroxydiphenylalkane liegen bei der Hydrierung vorzugsweise in flüssiger Form vor, sei es als Schmelze oder als Lösung in einem Lösemittel.The dihydroxydiphenylalkanes are preferably present in the hydrogenation in liquid form, be it as a melt or as a solution in a solvent.
Vorzugsweise liegen die Dihydroxydiphenylalkane als Lösung in einem Lösemittel vor.Preferably, the Dihydroxydiphenylalkane are present as a solution in a solvent.
Geeignete Lösungsmittel sind beispielsweise Alkohole oder Ether, insbesondere aliphatische Alkohole oder Ether. Die Hydrierung wird daher vorzugsweise in Gegenwart eines Alkohols oder Ethers als Lösemittel durchgeführt.Suitable solvents are, for example, alcohols or ethers, in particular aliphatic alcohols or ethers. The hydrogenation is therefore preferably carried out in the presence of an alcohol or ether as solvent.
Geeignete Alkohole sind zum Beispiel Methanol, Ethanol, Propanol, n-Butanol, Isopropanol, Isobutanol, tert-Butanol, geeignete Ether zum Beispiel Dioxan, Tetrahydrofuran, Diethylether, Methyltertbutylether, Glykoldimethylether (Diglyme), Glykoldipropylether (Proglyme) und Mischungen davon. Als Lösemittel können bei kontinuierlicher Verfahrensweise (!!!) auch das Produkte der Hydrierung, das heißt die erhaltenen Dihydroxydicyclohexylalkane und/oder leichtsiedende Nebenprodukte wie Hydroxydicylcohexylalkane eingesetzt werden. Ein besonders bevorzugter Alkohol ist n-Butanol.Suitable alcohols are, for example, methanol, ethanol, propanol, n-butanol, isopropanol, isobutanol, tert-butanol, suitable ethers, for example dioxane, tetrahydrofuran, diethyl ether, methyl tert-butyl ether, glycol dimethyl ether (diglyme), glycol dipropyl ether (proglyme) and mixtures thereof. As solvents, the products of the hydrogenation, ie the resulting dihydroxydicyclohexylalkanes and / or low-boiling by-products such as hydroxydicyclohexylalkanes can also be used in a continuous procedure (. A particularly preferred alcohol is n-butanol.
Geeignete Ether sind insbesondere cyclische Ether, ganz besonders bevorzugt 1,4 Dioxan. Suitable ethers are, in particular, cyclic ethers, very particularly preferably 1,4-dioxane.
Die Konzentration der Dihydroxydiphenylalkane in der Lösung beträgt zum Beispiel 1 bis 80 Gewichtsprozent, bevorzugt 5 bis 40 Gewichtsprozent und besonders bevorzugt eine 10 bis 30 Gewichtsprozent Dihydroxydiphenylalkan bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung.The concentration of the dihydroxydiphenylalkane in the solution is, for example, 1 to 80% by weight, preferably 5 to 40% by weight, and more preferably 10 to 30% by weight of dihydroxydiphenylalkane, based on the total weight of the solution.
Die Hydrierung wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 20 bis 300 °C, bevorzugt von 50 bis 200 °C durchgeführt. The hydrogenation is preferably carried out at a temperature of 20 to 300 ° C, preferably from 50 to 200 ° C.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Temperatur maximal 200°C, ganz besondere bevorzugt maximal 180°C. Ein besonders bevorzugter Temperaurbereich ist daher 80 bis 180°C bzw. 80 bis 160°C. Ein ganz besonders bevorzugter Temperaurbereich ist 100 bis 160°C. In a particularly preferred embodiment, the temperature is at most 200 ° C, very particularly preferably at most 180 ° C. A particularly preferred Temperaurbereich is therefore 80 to 180 ° C and 80 to 160 ° C. A most preferred Temperaurbereich is 100 to 160 ° C.
Die Hydrierung erfolgt vorzugsweise bei einem Druck von 20 bis 300 bar, insbesondere bei einem Druck von 30 bis 200 bar und besonders bevorzugt bei einem Druck von 50 bis 180 bar.The hydrogenation is preferably carried out at a pressure of 20 to 300 bar, in particular at a pressure of 30 to 200 bar and particularly preferably at a pressure of 50 to 180 bar.
Der Druck wird insbesondere durch Zufuhr entsprechender Mengen Wasserstoff oder des Gasgemisches aus Wasserstoff und Inertgas (siehe oben) eingestellt.The pressure is adjusted in particular by supplying appropriate amounts of hydrogen or the gas mixture of hydrogen and inert gas (see above).
Das Hydrierverfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich (Batch-Verfahren) durchgeführt werden. The hydrogenation process can be carried out continuously or discontinuously (batch process).
Bei der diskontinuierlichen Durchführung kann die Hydrierung beispielsweise in einem Rührkessel bzw. Rührautoklaven, einem Schlaufenreaktor, einem Strahlschlaufenreaktor, einer Blasensäule oder einem Festbettreaktor mit Umpumpkreislauf durchgeführt werden. Bevorzugt wird die diskontinuierliche Hydrierung in einem Rührkessel bzw. einem Rührautoklaven durchgeführt. Bei der diskontinuierlichen Durchführung werden das Dihydroxydiphenylalkan und der Katalysator im Allgemeinen vollständig im Reaktor vorgelegt. In the batchwise operation, the hydrogenation can be carried out, for example, in a stirred tank or stirred autoclave, a loop reactor, a jet loop reactor, a bubble column or a fixed bed reactor with pumped circulation. The discontinuous hydrogenation is preferably carried out in a stirred tank or stirred autoclave. In the batchwise procedure, the dihydroxydiphenylalkane and the catalyst are generally initially introduced completely into the reactor.
Der Katalysator kann bei der diskontinuierlichen Verfahrensweise im Reaktor z.B. als Festbett oder in anderer Form eingebracht sein. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Katalysator in dem Dihydroxydiphenylalkan oder dessen Lösung suspendiert werden und die erhaltene Suspension in den Reaktor gefüllt werden.The catalyst may be used in the batch process in the reactor e.g. be introduced as a fixed bed or in another form. In a preferred embodiment, the catalyst may be suspended in the dihydroxydiphenylalkane or its solution and the resulting suspension filled into the reactor.
Bei der kontinuierlichen Durchführung wird die Hydrierung z.B. in einem kontinuierlich betriebenen Rührkesselreaktor, einem kontinuierlich betriebenen Schlaufenrekator, einem kontinuierlich betriebenen Strahlschlaufenreaktor, einer kontinuierlich betriebenen Blasensäule oder einem kontinuierlich betriebenen Festbettreaktor mit Umpumpkreislauf oder einer Rührkesselkaskade durchgeführt. Bei der kontinuierlichen Durchführung wird das Dihydroxydiphenylalkan bzw dessen Lösung kontinuierlich zugeführt und das erhaltene Produktgemisch, welches das entsprechende Dihydroxydihexylalkan enthält, abgeführt. Bei der kontinuierlichen Verfahrensweise befindet sich der Katalysator z.B. als Festbett im Reaktor und wird nur bei Bedarf erneuert und/oder regeneriert.In the continuous operation, the hydrogenation is e.g. in a continuously operated stirred tank reactor, a continuously operated loop separator, a continuously operated jet loop reactor, a continuously operated bubble column or a continuously operated fixed bed reactor with pumped circulation or stirred tank cascade. In the continuous implementation, the Dihydroxydiphenylalkan or its solution is continuously fed and the resulting product mixture containing the corresponding Dihydroxydihexylalkan removed. In the continuous procedure, the catalyst is e.g. as a fixed bed in the reactor and is renewed and / or regenerated only when needed.
Bevorzugt wird das Verfahren in einem diskontinuierlich betriebenen Rührkesselreaktor durchgeführt.The process is preferably carried out in a stirred tank reactor operated batchwise.
Das erhaltene Produktgemisch kann weiter aufgearbeitet werden. Der Katalysator kann bei diskontinuierlichen Verfahren beispielsweise durch eine Fest-Flüssig-Trennung, wie Filtration, Sedimentation oder Zentrifugation aus dem Produktgemisch abgetrennt werden. Danach können Lösemittel und gegebenenfalls Nebenprodukte wie nicht vollständig hydrierte Dihydroxydiphenylalkane und restliche Dihydroxydiphenylalkane z. B. durch Destillation abgetrennt und/oder gereinigt werden. Dihydroxydiphenylalkane können in die Umsetzung zurückgeführt werden bzw. im diskontinuierlichen Verfahren erneut hydriert werden. The product mixture obtained can be worked up further. The catalyst can be separated from the product mixture in batch processes, for example by a solid-liquid separation, such as filtration, sedimentation or centrifugation. Thereafter, solvents and optionally by-products such as incompletely hydrogenated Dihydroxydiphenylalkane and residual Dihydroxydiphenylalkane z. B. separated by distillation and / or purified. Dihydroxydiphenylalkanes can be recycled to the reaction or hydrogenated again in the batch process.
Durch das Verfahren werden im Allgemeinen mindestens 90 Gew. %, besonders bevorzugt mindestens 98 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt mindestens 99 Gew. % der Dihydroxydiphenylalkane hydriert. Es erfolgt im Allgemeinen eine vollständige Hydrierung der Dihydroxydiphenylalkane zu den entsprechenden Dihydoxydicyclohexylalkanen. Der Anteil der vollständig hydrierten Verbindungen, das heißt der Dihydroxydicyclohexylalkane, beträgt dabei mindestens 90 Gew.%, besonders bevorzugt mindestens 95 Gew. %, ganz besonders bevorzugt mindestens 96,5 Gew. %, bezogen auf alle erhaltenen hydrierten Verbindungen.The process generally hydrogenates at least 90% by weight, more preferably at least 98% by weight, and most preferably at least 99% by weight of the dihydroxydiphenylalkanes. There is generally complete hydrogenation of the dihydroxydiphenylalkanes to the corresponding dihydoxydicyclohexylalkanes. The proportion of fully hydrogenated compounds, that is the dihydroxydicyclohexylalkanes, is at least 90% by weight, more preferably at least 95% by weight, very preferably at least 96.5% by weight, based on all the hydrogenated compounds obtained.
Die erhaltenen Dihydroxydicyclohexylalkane können zum Beispiel Verwendung finden als Synthesebausteine für die Herstellung von Tensiden, Arznei- und Pflanzenschutzmitteln, Stabilisatoren, Lichtschutzmittel, Polymere, Polycarbonate, Polyisocyanate, Härtern für Epoxidharze, Polyurethane, Weichmacher, Korrosionsinhibitoren, Kunstharze, Ionentauscher, Textilhilfsmittel, Farbstoffe, Vulkanisationsbeschleuniger und/oder Emulgatoren.The dihydroxydicyclohexylalkanes obtained can be used, for example, as synthesis building blocks for the preparation of surfactants, pharmaceutical and plant protection agents, stabilizers, light stabilizers, polymers, polycarbonates, polyisocyanates, hardeners for epoxy resins, polyurethanes, plasticizers, corrosion inhibitors, synthetic resins, ion exchangers, textile auxiliaries, dyes, vulcanization accelerators and / or emulsifiers.
Durch das Verfahren sind Dihydroxydicyclohexylalkane mit hohem Umsatz und hoher Selektivität erhältlich. Das Verfahren ist sehr kostengünstig und wirtschaftlich. Hohe Temperaturen sind bei dem Verfahren nicht erforderlich. Der hohe Umsatz und die hohe Selektivität werden bereits bei Temperaturen kleiner 150°C erzielt. The process gives dihydroxydicyclohexylalkanes with high conversion and high selectivity. The process is very cost effective and economical. High temperatures are not required in the process. The high conversion and high selectivity are already achieved at temperatures below 150 ° C.
Beispiele Examples
Der Umsatz und die Selektivität wurden per GC-Analytik (GC-Säule: Optima OV1701, Länge = 60 m, Innendurchmesser = 0,32 mm, Filmdicke = 0,25 µm, Injektionstemperatur 300°C, Detektionstemperatur 300 °C) bestimmt und in Flächen-% angegeben.The conversion and the selectivity were determined by GC analysis (GC column: Optima OV1701, length = 60 m, inner diameter = 0.32 mm, film thickness = 0.25 μm, injection temperature 300 ° C., detection temperature 300 ° C.) and Area% indicated.
Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1
Bisphenol C (20 g) wurde in n-Butanol (80 g) gelöst und in einen 300 mL Autoklaven gegeben. Es wurde Raney-Ni (1 g) dazugegeben. Der Autoklav wurde geschlossen und mit 150 bar Wasserstoffdruck beaufschlagt, auf 120°C erwärmt und für 12 h gerührt. Im Anschluss wurde eine Probe des Reaktionsgemischs per GC analysiert. Es wurde ein Umsatz von 7% bei einer Selektivität des hydrierten Bisphenol C (Di(3-methyl-4-hydroxycyclohexyl)-2-propan) von 59% erhalten.Bisphenol C (20 g) was dissolved in n-butanol (80 g) and placed in a 300 mL autoclave. Raney-Ni (1 g) was added. The autoclave was closed and subjected to 150 bar hydrogen pressure, heated to 120 ° C and stirred for 12 h. Subsequently, a sample of the reaction mixture was analyzed by GC. A conversion of 7% was obtained with a selectivity of hydrogenated bisphenol C (di (3-methyl-4-hydroxycyclohexyl) -2-propane) of 59%.
Vergleichsbeispiel 2Comparative Example 2
Bisphenol C (20 g) wurde in n-Butanol (80 g) gelöst und in einen 300 mL Autoklaven gegeben. Es wurde ein Ruthenium-Katalysator (1 g, 0,5% Ru auf Al2O3) dazugegeben. Der Autoklav wurde geschlossen und mit 150 bar Wasserstoffdruck beaufschlagt, auf 120°C erwärmt und für 12 h gerührt. Im Anschluss wurde eine Probe des Reaktionsgemischs per GC analysiert. Es wurde ein Umsatz von 4% bei einer Selektivität des hydrierten Bisphenol C von 49% erhalten.Bisphenol C (20 g) was dissolved in n-butanol (80 g) and placed in a 300 mL autoclave. A ruthenium catalyst (1 g, 0.5% Ru on Al 2 O 3 ) was added. The autoclave was closed and subjected to 150 bar hydrogen pressure, heated to 120 ° C and stirred for 12 h. Subsequently, a sample of the reaction mixture was analyzed by GC. A conversion of 4% with a hydrogenated bisphenol C selectivity of 49% was obtained.
Vergleichsbeispiel 3Comparative Example 3
Bisphenol C (20 g) wurde in n-Butanol (80 g) gelöst und in einen 300 mL Autoklaven gegeben. Es wurde ein Ruthenium-Katalysator (1 g, 0,3% Ru auf SiO2) dazugegeben. Der Autoklav wurde geschlossen und mit 150 bar Wasserstoffdruck beaufschlagt, auf 120°C erwärmt und für 12 h gerührt. Im Anschluss wurde eine Probe des Reaktionsgemischs per GC analysiert. Es wurde kein Umsatz erhalten.Bisphenol C (20 g) was dissolved in n-butanol (80 g) and placed in a 300 mL autoclave. A ruthenium catalyst (1 g, 0.3% Ru on SiO 2 ) was added. The autoclave was closed and subjected to 150 bar hydrogen pressure, heated to 120 ° C and stirred for 12 h. Subsequently, a sample of the reaction mixture was analyzed by GC. There was no sales received.
Vergleichsbeispiel 4Comparative Example 4
Bisphenol C (20 g) wurde in n-Butanol (80 g) gelöst und in einen 300 mL Autoklaven gegeben. Es wurde ein Ruthenium-Katalysator (1 g, 0,3% Ru auf SiO2) dazugegeben. Der Autoklav wurde geschlossen und mit 150 bar Wasserstoffdruck beaufschlagt, auf 160°C erwärmt und für 12 h gerührt. Im Anschluss wurde eine Probe des Reaktionsgemischs per GC analysiert. Es wurde kein Umsatz erhalten.Bisphenol C (20 g) was dissolved in n-butanol (80 g) and placed in a 300 mL autoclave. A ruthenium catalyst (1 g, 0.3% Ru on SiO 2 ) was added. The autoclave was closed and pressurized to 150 bar hydrogen pressure, heated to 160 ° C and stirred for 12 h. Subsequently, a sample of the reaction mixture was analyzed by GC. There was no sales received.
Vergleichsbeispiel 5Comparative Example 5
Bisphenol C (20 g) wurde in 1,4-Dioxan (80 g) gelöst und in einen 300 mL Autoklaven gegeben. Es wurde ein Ruthenium-Katalysator (1 g, 5% Ru 1% Fe auf Kohle) dazugegeben. Der Autoklav wurde geschlossen und mit 150 bar Wasserstoffdruck beaufschlagt, auf 120°C erwärmt und für 12 h gerührt. Im Anschluss wurde eine Probe des Reaktionsgemischs per GC analysiert. Es wurde ein Umsatz von 1,5% bei einer Selektivität des hydrierten Bisphenol C von 84% erhalten.Bisphenol C (20 g) was dissolved in 1,4-dioxane (80 g) and placed in a 300 mL autoclave. A ruthenium catalyst (1 g, 5% Ru 1% Fe on carbon) was added. The autoclave was closed and subjected to 150 bar hydrogen pressure, heated to 120 ° C and stirred for 12 h. Subsequently, a sample of the reaction mixture was analyzed by GC. A conversion of 1.5% was obtained with a hydrogenated bisphenol C selectivity of 84%.
Vergleichsbeispiel 6Comparative Example 6
Bisphenol C (20 g) wurde in n-Butanol (80 g) gelöst und in einen 300 mL Autoklaven gegeben. Es wurde ein Ruthenium-Katalysator (17 g, 0,3% Ru auf SiO2) dazugegeben. Der Autoklav wurde geschlossen und mit 150 bar Wasserstoffdruck beaufschlagt, auf 120°C erwärmt und für 12 h gerührt. Im Anschluss wurde eine Probe des Reaktionsgemischs per GC analysiert. Es wurde ein Umsatz von 74% bei einer Selektivität des hydrierten Bisphenol C von 74% erhalten.Bisphenol C (20 g) was dissolved in n-butanol (80 g) and placed in a 300 mL autoclave. A ruthenium catalyst (17 g, 0.3% Ru on SiO 2 ) was added. The autoclave was closed and subjected to 150 bar hydrogen pressure, heated to 120 ° C and stirred for 12 h. Subsequently, a sample of the reaction mixture was analyzed by GC. A conversion of 74% with a hydrogenated bisphenol C selectivity of 74% was obtained.
Beispiel 1example 1
Bisphenol C (20 g) wurde in n-Butanol (80 g) gelöst und in einen 300 mL Autoklaven gegeben. Es wurde ein Ruthenium-Katalysator (1 g, 5% Ru auf ZrO2) dazugegeben. Der Autoklav wurde geschlossen und mit 150 bar Wasserstoffdruck beaufschlagt, auf 120°C erwärmt und für 12 h gerührt. Im Anschluss wurde eine Probe des Reaktionsgemischs per GC analysiert. Es wurde ein Umsatz von > 99% bei einer Selektivität des hydrierten Bisphenol C von 97,0% erhalten.Bisphenol C (20 g) was dissolved in n-butanol (80 g) and placed in a 300 mL autoclave. There was a ruthenium catalyst (1 g, 5% Ru on ZrO 2) was added thereto. The autoclave was closed and subjected to 150 bar hydrogen pressure, heated to 120 ° C and stirred for 12 h. Subsequently, a sample of the reaction mixture was analyzed by GC. A conversion of> 99% was obtained with a hydrogenated bisphenol C selectivity of 97.0%.
Beispiel 2 Example 2
Bisphenol C (20 g) wurde in n-Butanol (80 g) gelöst, es wurde Wasser zugegeben (0.4 g) und die Mischung in einen 300 mL Autoklaven gegeben. Es wurde ein Ruthenium-Katalysator (1 g, 5% Ru auf ZrO2) dazugegeben. Der Autoklav wurde geschlossen und mit 150 bar Wasserstoffdruck beaufschlagt, auf 120°C erwärmt und für 12 h gerührt. Im Anschluss wurde eine Probe des Reaktionsgemischs per GC analysiert. Es wurde ein Umsatz von > 99% bei einer Selektivität des hydrierten Bisphenol C von 97,3% erhalten.Bisphenol C (20 g) was dissolved in n-butanol (80 g), water was added (0.4 g) and the mixture was placed in a 300 mL autoclave. A ruthenium catalyst (1 g, 5% Ru on ZrO 2 ) was added. The autoclave was closed and subjected to 150 bar hydrogen pressure, heated to 120 ° C and stirred for 12 h. Subsequently, a sample of the reaction mixture was analyzed by GC. A conversion of> 99% with a hydrogenated bisphenol C selectivity of 97.3% was obtained.
Beispiel 3Example 3
Bisphenol C (20 g) wurde in 1,4-Dioxan (80 g) gelöst und in einen 300 mL Autoklaven gegeben. Es wurde ein Ruthenium-Katalysator (1 g, 5% Ru auf ZrO2) dazugegeben. Der Autoklav wurde geschlossen und mit 150 bar Wasserstoffdruck beaufschlagt, auf 120°C erwärmt und für 12 h gerührt. Im Anschluss wurde eine Probe des Reaktionsgemischs per GC analysiert. Es wurde ein Umsatz von > 99% bei einer Selektivität des hydrierten Bisphenol C von 99% erhalten.Bisphenol C (20 g) was dissolved in 1,4-dioxane (80 g) and placed in a 300 mL autoclave. A ruthenium catalyst (1 g, 5% Ru on ZrO 2 ) was added. The autoclave was closed and subjected to 150 bar hydrogen pressure, heated to 120 ° C and stirred for 12 h. Subsequently, a sample of the reaction mixture was analyzed by GC. A conversion of> 99% was obtained with a hydrogenated bisphenol C selectivity of 99%.
Beispiel 4Example 4
Bisphenol C (1 kg) wurde in n-Butanol (4 kg) gelöst und in einen 9 L Autoklaven gegeben. Es wurde ein Ruthenium-Katalysator (50 g, 5% Ru auf ZrO2) dazugegeben. Der Autoklav wurde geschlossen und mit 150 bar Wasserstoffdruck beaufschlagt, auf 120°C erwärmt und für 12 h gerührt. Im Anschluss wurde eine Probe des Reaktionsgemischs per GC analysiert. Es wurde ein Umsatz von > 99% bei einer Selektivität des hydrierten Bisphenol C von 99% erhalten.Bisphenol C (1 kg) was dissolved in n-butanol (4 kg) and placed in a 9 L autoclave. A ruthenium catalyst (50 g, 5% Ru on ZrO 2 ) was added. The autoclave was closed and subjected to 150 bar hydrogen pressure, heated to 120 ° C and stirred for 12 h. Subsequently, a sample of the reaction mixture was analyzed by GC. A conversion of> 99% was obtained with a hydrogenated bisphenol C selectivity of 99%.
Beispiel 5Example 5
Bisphenol C (20 g) wurde in n-Butanol (80 g) gelöst und in einen 300 mL Autoklaven gegeben. Es wurde ein Ruthenium-Katalysator (1 g, 5% Ru auf ZrO2) dazugegeben. Der Autoklav wurde geschlossen und mit 150 bar Wasserstoffdruck beaufschlagt, auf 150°C erwärmt und für 12 h gerührt. Im Anschluss wurde eine Probe des Reaktionsgemischs per GC analysiert. Es wurde ein Umsatz von > 99% bei einer Selektivität von 97,0% erhalten.Bisphenol C (20 g) was dissolved in n-butanol (80 g) and placed in a 300 mL autoclave. A ruthenium catalyst (1 g, 5% Ru on ZrO 2 ) was added. The autoclave was closed and subjected to 150 bar hydrogen pressure, heated to 150 ° C and stirred for 12 h. Subsequently, a sample of the reaction mixture was analyzed by GC. A conversion of> 99% with a selectivity of 97.0% was obtained.
Beispiel 6Example 6
Bisphenol C (20 g) wurde in n-Butanol (80 g) gelöst und in einen 300 mL Autoklaven gegeben. Es wurde ein Ruthenium-Katalysator (1 g, 5% Ru auf ZrO2) dazugegeben. Der Autoklav wurde geschlossen und mit 150 bar Wasserstoffdruck beaufschlagt, auf 200°C erwärmt und für 12 h gerührt. Im Anschluss wurde eine Probe des Reaktionsgemischs per GC analysiert. Es wurde ein Umsatz von > 99% bei einer Selektivität von 92,1% erhalten.Bisphenol C (20 g) was dissolved in n-butanol (80 g) and placed in a 300 mL autoclave. A ruthenium catalyst (1 g, 5% Ru on ZrO 2 ) was added. The autoclave was closed and pressurized with 150 bar hydrogen pressure, heated to 200 ° C and stirred for 12 h. Subsequently, a sample of the reaction mixture was analyzed by GC. A conversion of> 99% was obtained at a selectivity of 92.1%.
Beispiel 7Example 7
Bisphenol C (20 g) wurde in n-Butanol (80 g) gelöst und in einen 300 mL Autoklaven gegeben. Es wurde ein Ruthenium-Katalysator (1 g, 5% Ru auf ZrO2) dazugegeben. Der Autoklav wurde geschlossen und mit 80 bar Wasserstoffdruck beaufschlagt, auf 120°C erwärmt und für 12 h gerührt. Im Anschluss wurde eine Probe des Reaktionsgemischs per GC analysiert. Es wurde ein Umsatz von > 99% bei einer Selektivität von 99,8% erhalten.Bisphenol C (20 g) was dissolved in n-butanol (80 g) and placed in a 300 mL autoclave. A ruthenium catalyst (1 g, 5% Ru on ZrO 2 ) was added. The autoclave was closed and subjected to 80 bar hydrogen pressure, heated to 120 ° C and stirred for 12 h. Subsequently, a sample of the reaction mixture was analyzed by GC. A conversion of> 99% with a selectivity of 99.8% was obtained.
Beispiel 8Example 8
Bisphenol A (20 g) wurde in n-Butanol (80 g) gelöst und in einen 300 mL Autoklaven gegeben. Es wurde ein Ruthenium-Katalysator (1 g, 5% Ru auf ZrO2) dazugegeben. Der Autoklav wurde geschlossen und mit 150 bar Wasserstoffdruck beaufschlagt, auf 120°C erwärmt und für 12 h gerührt. Im Anschluss wurde eine Probe des Reaktionsgemischs per GC analysiert. Es wurde ein Umsatz von > 99% bei einer Selektivität von 97,6% erhalten.Bisphenol A (20 g) was dissolved in n-butanol (80 g) and placed in a 300 mL autoclave. There was a ruthenium catalyst (1 g, 5% Ru on ZrO 2) was added thereto. The autoclave was closed and subjected to 150 bar hydrogen pressure, heated to 120 ° C and stirred for 12 h. Subsequently, a sample of the reaction mixture was analyzed by GC. A conversion of> 99% with a selectivity of 97.6% was obtained.
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- DE 19622705 A [0007] DE19622705A [0007]
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