DE1103335B - Process for the production of carboxylic acid esters - Google Patents
Process for the production of carboxylic acid estersInfo
- Publication number
- DE1103335B DE1103335B DEG20728A DEG0020728A DE1103335B DE 1103335 B DE1103335 B DE 1103335B DE G20728 A DEG20728 A DE G20728A DE G0020728 A DEG0020728 A DE G0020728A DE 1103335 B DE1103335 B DE 1103335B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- parts
- titanium dioxide
- water
- acid
- titanium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
- C07C69/76—Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/08—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with the hydroxy or O-metal group of organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
- C07C69/52—Esters of acyclic unsaturated carboxylic acids having the esterified carboxyl group bound to an acyclic carbon atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
- C07C69/76—Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C69/80—Phthalic acid esters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von Estern in Gegenwart eines titanhaltigen Katalysators durch unmittelbare Veresterung von Carbonsäuren und Alkoholen oder durch Umesterung von Carbonsäureestern mit Alkoholen in flüssigem Zustand in Gegenwart von hydratisierten Titanoxyden.The invention relates to a novel process for the preparation of esters in the presence of a titanium-containing one Catalyst by direct esterification of carboxylic acids and alcohols or by transesterification of Carboxylic acid esters with alcohols in the liquid state in the presence of hydrated titanium oxides.
Veresterungsreaktionen von Carbonsäuren mit Alkoholen im flüssigen Zustand wurden bisher durch Zugabe einer starken Mineralsäure, ζ. B. von Chlorwasserstoffsäure oder Schwefelsäure oder Arylsulfonsäuren, wie auch von Metallsalzen starker Mineralsäuren, die in Gegenwart von Wasser leicht hydrolysieren, wie Zink- und Zinnchloriden, zu den Reaktionsteilnehmern katalysiert. Bei den Veresterungsreaktionen im flüssigen Zustand war Schwefelsäure der am meisten verwendete technische Katalysator, da sie in den meisten Fällen eine schnellere Geschwindigkeit der Esterbildung und einen größeren prozentualen Umsatz der organischen Säure zu Ester bewirkt als andere gut bekannte Veresterungs- oder Umesterungskatalysatoren.Esterification reactions of carboxylic acids with alcohols in the liquid state were previously carried out by adding a strong mineral acid, ζ. B. of hydrochloric acid or sulfuric acid or arylsulfonic acids, such as also of metal salts of strong mineral acids that hydrolyze easily in the presence of water, such as zinc and tin chlorides, catalyzed to the reactants. In the esterification reactions in the liquid State, sulfuric acid was the most widely used technical catalyst as it was in most cases a faster rate of ester formation and a greater percentage conversion of the organic Acid to ester effects as other well known esterification or transesterification catalysts.
Jedoch hat die saure Katalyse bei Veresterungsreaktionen im flüssigen Zustand durch Schwefelsäure wie auch durch andere stark saure Katalysatoren bestimmte Nachteile, wie die beträchtliche Dehydratisierung des Alkoholbestandteils, wodurch die Kosten des Verfahrens infolge Alkoholverlustes und demzufolge Verringerung der Esterausbeute beträchtlich erhöht werden. Ein weiterer Nachteil ist der, daß die erhaltenen Ester auf Grund von eingeschlossener Säure stark sauer sind. Bevor die Ester als Weichmacher für Vinylhalogenidpolymerisate wie auch andere halogenhaltige Polymerisate verwendet werden können, ist es notwendig, daß der katalytische Säurerückstand der Ester neutralisiert wird, um einen beschleunigten Abbau der weichgemachten Polymerisate zu vermeiden, der sonst in Gegenwart von freier Säure eintritt. Die Kosten zum Schutz der Verarbeitungsanlage für die Estersynthese gegen die korrodierende Einwirkung der Mineralsäuren oder anderer starker Säuren ist ein weiterer Nachteil der Säurekatalysatoren.However, acid catalysis has in esterification reactions in the liquid state by sulfuric acid as well as certain disadvantages caused by other strongly acidic catalysts, such as considerable dehydration of the alcohol component, thereby reducing the cost of the process due to alcohol loss and consequently Reduction of the ester yield can be increased considerably. Another disadvantage is that the obtained Esters are strongly acidic due to trapped acid. Before the esters as plasticizers for vinyl halide polymers just as other halogen-containing polymers can be used, it is necessary to that the catalytic acid residue of the ester is neutralized in order to accelerate the degradation of the plasticized Avoid polymers that would otherwise occur in the presence of free acid. The cost of Protection of the processing plant for the ester synthesis against the corrosive effects of the mineral acids or other strong acids is another disadvantage of the acid catalysts.
Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Veresterung von Carbonsäuren mit Alkoholen und zur Umesterung von Estern mit Alkoholen im flüssigen Zustand unter der katalytischen Einwirkung von hydratisierten Titanoxyden, bei dem die Geschwindigkeit der Esterbildung und die prozentuale Umwandlung der Säuren zu Estern gleich oder größer als diejenige ist, die unter Verwendung von starken Säurekatalysatoren erzielt wird, bei dem praktisch neutrale Ester erhalten werden, die keine eingeschlossene Säure enthalten, und bei dem die Estersynthese ohne katalytische Dehydratisierung der Alkohole verläuft.This invention relates to a process for the esterification of carboxylic acids with alcohols and for Transesterification of esters with alcohols in the liquid state under the catalytic action of hydrated Titanium oxides, in which the rate of ester formation and the percentage conversion of Acids to esters is equal to or greater than that obtained using strong acid catalysts is achieved in which practically neutral esters are obtained which do not contain an entrapped acid, and in which the ester synthesis proceeds without catalytic dehydration of the alcohols.
Bisher war die Verwendung von Titanverbindungen als Katalysatoren für Veresterungen auf die Kontakt-Verfahren
zur Herstellung
von CarbonsäureesternSo far, the use of titanium compounds as catalysts for esterifications was based on the contact method of manufacture
of carboxylic acid esters
Anmelder:Applicant:
The B. F. Goodrich Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)The BF Goodrich Company,
New York, NY (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,Representative: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,
und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg,
München 27, Pienzenauer Str. 2, Patentanwälteand Dipl.-Ing. K. Grentzenberg,
Munich 27, Pienzenauer Str. 2, patent attorneys
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. Oktober 1955Claimed priority:
V. St. v. America October 13, 1955
Frank Xavier Werber, North Royalton, Ohio,Frank Xavier Werber, North Royalton, Ohio,
und Seward Junior Averill, Boston, Ohio (V. St. A.),and Seward Junior Averill, Boston, Ohio (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors
katalyse von heterogenen Reaktionen im Dampfzustand beschränkt, wobei die Anwendung der Titanverbindungen von den Adsorptionseigenschaften der Oberfläche der wasserfreien Titansäure abhängig war, da die Reaktion zwischen einer Carbonsäure und einem Alkohol durch Adsorption der Komponenten an der Katalysatoroberfläche und Desorption des gebildeten Esters hervorgerufen wird.catalysis of heterogeneous reactions in the vapor state is limited, the application of titanium compounds was dependent on the adsorption properties of the surface of the anhydrous titanic acid as the reaction between a carboxylic acid and an alcohol by adsorption of the components on the catalyst surface and causing desorption of the ester formed.
Es wurde nun gefunden, daß Titanverbindungen der allgemeinen Formel TiR4, in welcher R eine OH-Gruppe darstellt, in feinteiligem Zustand als Katalysatoren für Veresterungsreaktionen von Carbonsäuren und Alkoholen in flüssigen Zustand verwendet werden können und daß dadurch die obenerwähnten Vorteile erreicht und die beschriebenen Nachteile vermieden werden. Die erfindungsgemäß geeignete Titanverbindung der obengenannten allgemeinen Formel ist hydratisiertes Titandioxyd.It has now been found that titanium compounds of the general formula TiR 4 , in which R represents an OH group, can be used in the finely divided state as catalysts for esterification reactions of carboxylic acids and alcohols in the liquid state and that the above-mentioned advantages and the disadvantages described are thereby achieved be avoided. The titanium compound of the above general formula which is suitable according to the invention is hydrated titanium dioxide.
Erfindungsgemäß als Katalysator geeignetes hydratisiertes Titandioxyd kann nach einem der bekannten Verfahren hergestellt werden. Zum Beispiel führt die Behandlung von titanhaltigen Mineralen, wie Rutil, Ilmenit oder Bauxitbrei, mit konzentrierter Schwefelsäure, Zugabe eines Oxyds, Sulfats oder Carbonats eines zweiwertigen Metalls zu einer Säurelösung zur Bildung von Titansalzen, deren Hydrolyse bei normalen Temperaturen oder erhöhten Temperaturen hydratisierte oder teilweise hydratisierte Titandioxydgele liefert.According to the invention, hydrated titanium dioxide which is suitable as a catalyst can be prepared according to one of the known Process are produced. For example, the treatment of titanium-containing minerals, such as rutile, Ilmenite or bauxite pulp, with concentrated sulfuric acid, adding an oxide, sulfate or carbonate one divalent metal to an acid solution to form titanium salts, whose hydrolysis at normal temperatures or elevated temperatures provides hydrated or partially hydrated titanium dioxide gels.
Titandioxydgele, manchmal auch als hydratisiertes Titandioxyd, Titanhydroxyd oder Orthotitansäure bezeichnet, können auch durch Hydrolyse von TitansalzenTitanium dioxide gels, sometimes called hydrated titanium dioxide, titanium hydroxide, or orthotitanic acid, can also be achieved by hydrolysis of titanium salts
109 538/575109 538/575
3 43 4
mit Ammonium- oder Alkalihydroxydlösungen erhalten verdrängende Alkohol haben, oder der zu verdrängendewith ammonium or alkali hydroxide solutions obtained displacing alcohol, or the one to be displaced
werden. Vorzugsweise sollen die während der Herstellung Alkohol soll ein azeotropes Gemisch bilden, das unterwill. Preferably, the alcohol during manufacture should form an azeotropic mixture, which is below
der Titangele gebildeten Salze vor der Zugabe des Gels der Siedetemperatur des einzuführenden Alkohols siedet,the salts formed in the titanium gel boil to the boiling point of the alcohol to be introduced before the gel is added,
zu der Carbonsäure und dem Alkohol oder dem Ester In allen obigen Formeln stellen die Symbole R, R' undto the carboxylic acid and the alcohol or the ester In all of the above formulas, the symbols R, R 'and
und Alkohol entfernt werden. Die Herstellung der oben- 5 R" aliphatische, cycloaliphatische oder aromatischeand alcohol removed. The preparation of the above 5 R "aliphatic, cycloaliphatic or aromatic
erwähnten Titangele durch teilweisen Wasserentzug durch Gruppen dar.titanium gels mentioned by partial dehydration by groups.
Extraktion des überschüssigen Wassers mit Alkohol, Erfindungsgemäß veresterbare Carbonsäuren sind gedurch
Trocknen im Vakuum, durch Erhitzen oder durch sättigte aliphatische Carbonsäuren, Halogen- und Oxy-Druckfiltration,
um einen Teil des Wassers zu verdampfen, carbonsäuren, ungesättigte aliphatische Carbonsäuren
ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Titandi- io und Halogencarbonsäuren, gesättigte oder ungesättigte
oxyd, das als aktiver Katalysator gemäß dieser Erfindung cycloaliphatische Carbonsäuren und aromatische Carbongeeignet ist. Hydratisiertes Titandioxyd, das nach anderen säuren, Amino-, Halogen- und Oxycarbonsäuren sowie
bekannten Verfahren erhalten worden ist, wie durch die Anhydride von zweibasischen Säuren, wie Bernstein-,
Hydrolyse von Titanhalogeniden oder durch Zersetzung Glutar-, Adipin-, Pimelin,- Malein-, Mesacon-, Citracon-,
von Titanhalogeniden bei erhöhten Temperaturen durch 15 Glutacon-, Itacon- und Phthalsäureanhydrid.
Umsetzen mit Sauerstoff, Luft und Wasser, ist als Kataly- Zu den Alkoholen, die mit Carbonsäuren, Carbonsator
gemäß dieser Erfindung ebenfalls geeignet. Kolloi- säureanhydriden und Carbonsäureestern umgesetzt werdales
hydratisiertes Titandioxyd, das durch Zugabe eines den können, gehören die Alkohole der allgemeinen Formel
zweiwertigen Anions zu einer wäßrigen Lösung von Titan- R(0H)M, in welcher R ein organischer Rest und η eine
dioxyd oder durch mechanische Peptisierung von hydrati- 20 ganze Zahl ist, wie Methanol, Chloräthanol, Cyanäthanol,
siertem Titandioxyd erhalten worden ist, kann ebenfalls Äthoxyäthanol, Phenyläthanol, 2-Chlor-l-propanol,
als Katalysator verwendet werden. 3-Brom-l-propanol, 2,2-Dichlor-l-propanol; Äthyl-,Extraction of the excess water with alcohol, carboxylic acids esterifiable according to the invention are by drying in vacuo, by heating or by saturated aliphatic carboxylic acids, halogen and oxy pressure filtration to evaporate part of the water, carboxylic acids, unsaturated aliphatic carboxylic acids is another method of production of titanium diio and halocarboxylic acids, saturated or unsaturated oxide, which is suitable as an active catalyst according to this invention, cycloaliphatic carboxylic acids and aromatic carbons. Hydrated titanium dioxide that has been obtained by other acids, amino, halogen and oxycarboxylic acids and known processes, such as by the anhydrides of dibasic acids such as succinic, hydrolysis of titanium halides or by decomposition of glutaric, adipic, pimeline, - maleic -, mesaconic, citracon and titanium halides at elevated temperatures by means of glutaconic, itaconic and phthalic anhydride.
Reacting with oxygen, air and water is also suitable as a catalyst to the alcohols, those with carboxylic acids, carbonator according to this invention. Colloic acid anhydrides and carboxylic acid esters are reacted hydrated titanium dioxide, which can be added by adding a divalent anion to an aqueous solution of titanium R (OH) M , in which R is an organic radical and η a dioxide or through mechanical peptization of hydrati- 20 integer, such as methanol, chloroethanol, cyanoethanol, titanium dioxide sated has been obtained, ethoxyethanol, phenylethanol, 2-chloro-1-propanol, can also be used as a catalyst. 3-bromo-1-propanol, 2,2-dichloro-1-propanol; Ethyl-,
Das erfindungsgemäß bevorzugte Verfahren zur Her- n-Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, sekundär-Butylalkohol,The method preferred according to the invention for h-n-propyl, isopropyl, η-butyl, secondary-butyl alcohol,
stellung von hydratisierten Titandioxydkatalysatoren 2-Nitro-l-propanol, l-Chlor-2-propanol, 2-Nitro-l-butanol,provision of hydrated titanium dioxide catalysts 2-nitro-l-propanol, l-chloro-2-propanol, 2-nitro-l-butanol,
besteht darin, daß man Ammonium- oder Alkalihydroxyd- 25 2-Methyl-l-pentanol, 2-Methylpentanol-3, prim.- und sek.-consists in that one ammonium or alkali metal hydroxide 25 2-methyl-1-pentanol, 2-methylpentanol-3, primary and secondary
lösungen mit Lösungen von Titansulfat oder Titanchlorid Octanol, n-Dodecanol-, 6-Dodecanol, Lauryl-, Myristyl-,solutions with solutions of titanium sulfate or titanium chloride octanol, n-dodecanol, 6-dodecanol, lauryl, myristyl,
in verdünnten Säuren zu einem hydratisierten Titan- Stearylalkohol, 2-Propen-l-ol; 2-Buten-l-ol, 3-Penten-in dilute acids to form a hydrated titanium stearyl alcohol, 2-propen-1-ol; 2-buten-l-ol, 3-pentene
dioxydgel umsetzt, die Ammonium- oder Alkalisalze l-ol und ähnliche Alkohole, ferner die mehrwertigendioxydgel converts, the ammonium or alkali salts l-ol and similar alcohols, also the polyvalent ones
durch Filtrieren entfernt und das Gel einige Male zur gesättigten und ungesättigten Alkohole und arylsubsti-removed by filtration and the gel a few times to saturated and unsaturated alcohols and aryl
Entfernung von praktisch allen Verunreinigungen mit 30 tuierte aliphatische Alkohole.Removal of practically all impurities with 30 tuated aliphatic alcohols.
Wasser wäscht. Dieses Verfahren wird wegen der leichten Zu den Estern, die mit Alkoholen in Gegenwart vonWater washes. This process is used because of the ease with which the esters, which react with alcohols in the presence of
Zugänglichkeit der genannten Titansalze bevorzugt. hydratisiertem Titandioxyd unter Bildung von EsternAccessibility of the titanium salts mentioned is preferred. hydrated titanium dioxide to form esters
Die Konzentration des erfindungsgemäß verwendbaren mit anderen Alkoholanteilen als denen des Esterreaktions-Titankatalysators kann innerhalb eines weiten Bereichs teilnehmers umgesetzt werden können, gehören z. B. die verändert werden. Bevorzugte Katalysatorkonzentra- 35 folgenden Gruppen von Verbindungen: Ester aus getionen betragen 0,01 bis 1,0 Gewichtsprozent, auf das sättigten oder ungesättigten Monocarbonsäuren und einGewicht der veresterbaren Carbonsäure bezogen. Es wertigen gesättigten oder ungesättigten Alkoholen sowie können aber gegebenenfalls auch Konzentrationen von auch Ester aus gesättigten oder ungesättigten Mono-2,0,5,0 und sogar 10,0 % oder mehr verwendet werden. carbonsäuren und mehrwertigen gesättigten oder un-The concentration of that which can be used in accordance with the invention with other alcohol proportions than those of the ester reaction titanium catalyst can be implemented within a wide range of participants, include e.g. B. the to be changed. Preferred catalyst concentrations of the following groups of compounds: Esters from getionen are 0.01 to 1.0 percent by weight, based on the saturated or unsaturated monocarboxylic acids and one weight based on the esterifiable carboxylic acid. There are valuable saturated or unsaturated alcohols as well but can optionally also include concentrations of esters of saturated or unsaturated mono-2,0,5,0 and even 10.0% or more can be used. carboxylic acids and polyvalent saturated or un-
Veresterungs- und Umesterungsreaktionen, in denen 40 gesättigten Alkoholen sowie Ester aus gesättigten oderEsterification and transesterification reactions in which 40 saturated alcohols and esters from saturated or
das obengenannte hydratisierte Titandioxyd als Kataly- ungesättigten Polycarbonsäuren und einwertigenthe above-mentioned hydrated titanium dioxide as catalyzed unsaturated polycarboxylic acids and monohydric acids
sator verwendet werden kann, sind die Bildung von Estern Alkoholen.Sator can be used are the formation of esters alcohols.
aus Carbonsäuren oder Carbonsäureanhydriden und Die Reaktionsbedingungen, wie Temperatur, Druck Alkoholen, ferner die Umesterungsreaktionen, bei denen und Mengenanteile der Reaktionsteilnehmer, können in ein Ester mit einem Alkohol umgesetzt wird, dessen 45 einem weiten Bereich verändert werden; in der Haupt-Siedepunkt höher ist als der des Alkoholanteils des sache hängt dies von der Art der einzelnen Reaktions-Esters. Demgemäß umfaßt die Erfindung die kataly- teilnehmer und den gewünschten Endprodukten ab, tischen Umsetzungen von organischen Verbindungen, wobei jedoch die Reaktionsteihiehmer in flüssigem Zustand die mindestens eine Acyloxygruppe enthalten, mit einem gehalten werden müssen. Da die Umsetzungen bei Alkohol, wobei die Verbindungen mit mindestens einer 5° Raumtemperatur langsam verlaufen, wird bevorzugt Acyloxygruppe erfindungsgemäß Carbonsäuren, Carbon- bei erhöhten Temperaturen, insbesondere unter Rücksäureanhydride und Ester von Carbonsäuren sein sollen. flußtemperatur gearbeitet. Um die Vollständigkeit der Die folgenden Umsetzungen werden durch hydratisiertes Umsetzung zu gewährleisten, können in bekannter Weise Titandiaxyd katalysiert: ununterbrochen oder unterbrochen eines oder mehrerefrom carboxylic acids or carboxylic acid anhydrides and the reaction conditions, such as temperature, pressure Alcohols, also the transesterification reactions, in which and proportions of the reactants can be in an ester is reacted with an alcohol, the 45 of which can be varied over a wide range; in the main boiling point is higher than that of the alcohol content of the thing, this depends on the nature of the individual reaction ester. Accordingly, the invention comprises the catalyst and the desired end products, table conversions of organic compounds, with the reaction elements in the liquid state that contain at least one acyloxy group must be kept with one. Since the implementations at Alcohol, which compounds with at least 5 ° room temperature are slow, is preferred Acyloxy group according to the invention, carboxylic acids, carboxylic acids at elevated temperatures, especially under acid anhydrides and should be esters of carboxylic acids. worked river temperature. To ensure the completeness of the The following reactions can be ensured by hydrated reaction in a known manner Titanium oxide catalyzes: uninterrupted or interrupted one or more
1. Umsetzung einer Carbonsäure mit einem Alkohol 55 Reaktionsprodukte entfernt werden. Dazu gehört die unter Bildung eines Esters nach der allgemeinen Durchführung der Umsetzungen in Gegenwart von Formel Verdünnungsmitteln unter Bildung von azeotropen Ge-RCOOH + ROH > RCOOR'4-H O mischen, die bei einer tieferen Temperatur als das1. Reaction of a carboxylic acid with an alcohol 55 reaction products are removed. This includes the formation of an ester after the general implementation of the reactions in the presence of formula diluents to form azeotropic Ge-RCOOH + ROH > RCOOR'4-HO mix that at a lower temperature than that
2 gewünschte Endprodukt sieden, durch Entfernen eines Boil 2 desired end product, by removing one
2. Umsetzung der Carbonsäureanhydride mit Alkoholen 60 unerwünschten Nebenprodukts oder durch Entfernung nach der allgemeinen Formel des gewünschten Endprodukts, indem überhitzter Dampf2. Reaction of the carboxylic acid anhydrides with alcohols 60 unwanted by-product or by removal according to the general formula of the desired end product by adding superheated steam
(RCO) O -4-2 R'OH > 2RC00R' + H O 0<^er merte Gase, wie Stickstoff, durch das Reaktions-(RCO) O -4-2 R'OH > 2RC00R '+ HO 0 < ^ he merged gases, such as nitrogen, through the reaction
2 2 gemisch geleitet werden, oder durch Ausführung der 2 2 mix, or by executing the
3. Alkoholyse oder Umesterungsreaktionen zwischen Umsetzungen unter vermindertem oder erhöhtem Druck, Carbonsäureestern und anderen Alkoholen nach der 65 wobei in letzterem Falle von Zeit zu Zeit belüftet wird, allgemeinen Formel um die unerwünschten Nebenprodukte entweichen zu3. Alcoholysis or transesterification reactions between reactions under reduced or increased pressure, Carboxylic acid esters and other alcohols after 65, in which case ventilation is carried out from time to time, general formula to help the unwanted by-products escape
RCOOR' + R"0H > RCOOR" + ROH las^n· . , _, . . , . „ Tr x ,RCOOR '+ R "0H > RCOOR" + ROH read ^ n ·. , _,. . ,. " Tr x ,
Die folgenden Beispiele erläutern das Verfahren zurThe following examples illustrate the process for
Bei der zuletzt genannten Umsetzung soll der Alkohol Herstellung von Estern in Gegenwart eines KatalysatorsIn the last-mentioned reaction, the alcohol is intended to produce esters in the presence of a catalyst
der Formel R" O H einen höheren Siedepunkt als der zu 70 aus hydratisiertem Titandioxyd und die Wirksamkeitof the formula R "O H a higher boiling point than that of 70 from hydrated titanium dioxide and the effectiveness
der erfindungsgemäß verwendbaren Titankatalysatoren. Alle Teile sind, wenn nicht anders vermerkt, Gewichtsteile. of the titanium catalysts which can be used according to the invention. Unless otherwise stated, all parts are parts by weight.
Ein Glaskolben, der mit einem Rückflußkühler und einem Abscheider für durch Alkohol verdrängtes Wasser ausgerüstet ist, wurde mit 420 Teilen Octanol-2,148 Teilen Phthalsäureanhydrid und 40 Teilen hydratisiertem Titandioxydgel beschickt, das etwa 5 % TiO2 und 95 % Wasser »ο enthielt. Der Ansatz wurde auf Rückflußtemperatur erhitzt, die so lange beibehalten wurde, bis 99,0% des Phthalsäureanhydrids zu Di-(2-octyl)-phthalat umgesetzt worden waren. Das Wasser wurde im Verlauf der Umsetzung ununterbrochen entfernt. Zu Vergleichszwecken wurde die gleiche Umsetzung ohne Katalysator durchgeführt. A glass flask equipped with a reflux condenser and a separator for water displaced by alcohol was charged with 420 parts of octanol-2.148 parts of phthalic anhydride and 40 parts of hydrated titanium dioxide gel containing about 5% TiO 2 and 95% water. The mixture was heated to reflux temperature, which was maintained until 99.0% of the phthalic anhydride had been converted to di (2-octyl) phthalate. The water was continuously removed during the course of the reaction. For comparison purposes, the same reaction was carried out without a catalyst.
Das hydratisierte Titanoxydgel wurde durch Lösen von Titantetrachlorid in Wasser und durch Hydrolysieren unter Zugabe von zur Ausfällung von hydratisierter Titansäure bzw. des hydratisierten Titandioxydgels ausreichenden Mengen N H4 O H zu der Lösung hergestellt. Das ausgefällte Gel wurde von der wäßrigen Lösung abfiltriert und einige Male mit Wasser gewaschen, bis keine Chloridionen mehr nachgewiesen werden konnten.The hydrated titanium oxide gel was prepared by dissolving titanium tetrachloride in water and hydrolyzing it with the addition of sufficient quantities of NH 4 OH to precipitate hydrated titanic acid or the hydrated titanium dioxide gel. The precipitated gel was filtered off from the aqueous solution and washed several times with water until no more chloride ions could be detected.
Mengen des gleichen Alkohols und Anhydrids wurden zu Vergleichszwecken auch mit 2 g p-Toluolsulfonsäure als Katalysator umgesetzt.Amounts of the same alcohol and anhydride were also used with 2 g of p-toluenesulfonic acid for comparison implemented as a catalyst.
In der folgenden Tabelle, in welcher der Katalysator, die in der angegebenen Zeit veresterte Carbonsäure in Prozenten und der Gehalt an dehydratisiertem Alkohol in Prozenten angegeben sind, sind die bei den verschiedenen Veresterungen erhaltenen Werte angegeben.In the table below, in which the catalyst, the carboxylic acid esterified in the specified time in Percentages and the dehydrated alcohol content in percentages are those with the various Values obtained from esterifications are given.
3535
4040
esterung
der Säure% Ver
esterification
the acid
in
StundenDuration
in
hours
dehydratisierter
AlkoholExcess
dehydrated
alcohol
99
9390
99
93
13
637
13th
6th
nach 37 Stunden
15%
nach 13 Stunden
92%
nach 6 Stunden10%
after 37 hours
15%
after 13 hours
92%
after 6 hours
säure p-toluenesulfone
acid
Beispiele 3 bis 7Examples 3 to 7
Das in den folgenden Beispielen 3 und 4 als Katalysator verwendete Titandioxyd wurde in Gelform aus handelsüblichem Titansulfat hergestellt, das das Äquivalent von etwa 50% Titansulfat, 25% Schwefelsäure und 25% Wasser enthielt. Das Titansalz wurde mit NH4OH unter Bildung eines hydratisierten Titandioxydgels hydrolysiert, das dann mit Wasser gewaschen wurde, bis im Filtrat keine Sulfationen mehr nachzuweisen waren.The titanium dioxide used as a catalyst in Examples 3 and 4 below was prepared in gel form from commercially available titanium sulfate which contained the equivalent of about 50% titanium sulfate, 25% sulfuric acid and 25% water. The titanium salt was hydrolyzed with NH 4 OH to form a hydrated titanium dioxide gel which was then washed with water until no sulfate ions could be detected in the filtrate.
Die in den Beispielen 5, 6 und 7 verwendeten Titandioxydkatalysatoren wurden wie folgt hergestellt:The titanium dioxide catalysts used in Examples 5, 6 and 7 were made as follows:
Beispiel 5: Titandioxyd in Gelform mit einer berechneten Konzentration an TiO2 von 18,1 Gewichtsprozent, hergestellt durch Hydrolyse von Titansulfat, wurde 1,5 Stunden bei 1200C getrocknet.Example 5: Titanium dioxide in gel form with a calculated concentration of TiO 2 of 18.1 percent by weight, produced by hydrolysis of titanium sulfate, was dried at 120 ° C. for 1.5 hours.
Beispiel 6: Titandioxyd in Gelform, das durch Hydrolyse von Titansulfat hergestellt worden war, wurde im Vakuum bei 26,7° C getrocknet, wobei ein feuchtes Pulver erhalten wurde, das beim Dispergieren in Wasser unter Rühren nicht mehr in den Gelzustand zurückgeführt wird. Die Konzentration an TiO2 in dem feuchten Pulver betrug nach der Analyse 76 Gewichtsprozent.Example 6: Titanium dioxide in gel form, which had been produced by hydrolysis of titanium sulfate, was dried in vacuo at 26.7 ° C., a moist powder being obtained which, when dispersed in water with stirring, is no longer returned to the gel state. The concentration of TiO 2 in the moist powder was 76 percent by weight according to the analysis.
Beispiel 7: Titandioxyd in Gelform, das durch Hydrolyse von Titansulfat erhalten worden war, wurde durch 2stündiges Erhitzen auf 177° C dehydratisiert, wobei ein praktisch wasserfreies TiO2 erhalten wurde.Example 7: Titanium dioxide in gel form, which had been obtained by hydrolysis of titanium sulfate, was dehydrated by heating at 177 ° C. for 2 hours, a practically anhydrous TiO 2 being obtained.
Bei jedem Versuch wurde 1 Mol Phthalsäureanhydrid mit 3 Mol 2-Äthylhexanol bei Rückflußtemperatur umgesetzt. Die Katalysatormenge wurde so bemessen, daß sie je 2 g trockenem TiO2 entsprach.In each experiment, 1 mole of phthalic anhydride was reacted with 3 moles of 2-ethylhexanol at reflux temperature. The amount of catalyst was calculated so that it corresponded to 2 g of dry TiO 2 in each case.
In der folgenden Tabelle, in welcher der Katalysator und die erforderliche Zeitdauer bis zu einem Umsatz von 99% der Phthalsäure zu Di-(2-äthylhexyl)-phthalat vermerkt sind, sind die erhaltenen Werte angegeben.In the following table, in which the catalyst and the time required to convert 99% of the phthalic acid to di- (2-ethylhexyl) phthalate are noted, the values obtained are given.
Bei Verwendung von p-Toluolsulfonsäure als Katalysator ist es sehr schwierig, eine 99 %ige Veresterung der Säure ohne einen sehr großen Verlust an Alkohol durch Dehydratisierung zu erzielen. Ohne Katalysator ist die Endgeschwindigkeit der Veresterung sehr gering, so daß eine sehr lange Reaktionsdauer erforderlich ist, um eine 99 %ige Veresterung der Carbonsäure zu erreichen.When using p-toluenesulfonic acid as a catalyst, it is very difficult to achieve a 99% esterification of the Acid without a very large loss of alcohol through dehydration. Without a catalyst it is The final rate of esterification is very low, so that a very long reaction time is required to achieve a To achieve 99% esterification of the carboxylic acid.
Ein Glaskolben, der mit einem Rückflußkühler, einem Rührer und einem Abscheider für durch Alkohol verdrängtes Wasser ausgerüstet ist, wurde mit 148 Teilen Phthalsäureanhydrid, 390 Teilen 2-Äthylhexanol und 40 g hydratisiertem Titandioxydgel-Katalysator, der etwa 5% TiO2 enthielt, beschickt. Der Ansatz wurde auf Rückflußtemperatur erhitzt und dabei gehalten, bis 99,0% des Phthalsäureanhydrids zu Di-(2-äthylhexyl)-phthalat umgesetzt worden waren. Das Wasser wurde ununterbrochen im Verlauf der Reaktion entfernt. Die Carbonsäure wurde in wenig mehr als einer Stunde zu 99% verestert.A glass flask equipped with a reflux condenser, stirrer and trap for water displaced by alcohol was charged with 148 parts of phthalic anhydride, 390 parts of 2-ethylhexanol and 40 g of hydrated titanium dioxide gel catalyst containing about 5% TiO 2. The batch was heated to reflux temperature and held there until 99.0% of the phthalic anhydride had been converted to di- (2-ethylhexyl) phthalate. The water was continuously removed in the course of the reaction. The carboxylic acid was 99% esterified in a little over an hour.
45 Vergleich
3
4
5
645 comparison
3
4th
5
6th
Katalysatorkonzentration Catalyst concentration
TiO2
(4 bis 5«/0 TiO2)TiO 2
(4 to 5 «/ 0 TiO 2 )
TiO2-GeI
(10 Gewichtsprozent Ti O2)TiO 2 gel
(10 percent by weight Ti O 2 )
TiO2-GeI
(18 Gewichtsprozent Ti O2)TiO 2 gel
(18 percent by weight Ti O 2 )
TiO2, feuchtes Pulver (76 Gewichtsprozent Ti O2)TiO 2 , moist powder (76 percent by weight Ti O 2 )
TiO2 TiO 2
wasserfreies Pulver
(100 GewichtsprozentTiOg)anhydrous powder
(100 percent by weight TiOg)
Zeitdauer inDuration in
Stunden bis zuHours up to
einer Umwandlunga conversion
von 99 % der Säureof 99% of the acid
zum Diesterto the diester
19,0 (etwa 90 % Ester)19.0 (about 90% ester)
1,831.83
1,83 bis 2,00 2,50 4,661.83 to 2.00 2.50 4.66
19,0 (etwa 90% Ester)19.0 (about 90% ester)
60 Diese Beispiele zeigen, daß die in einem höheren Quellungszustand befindlichen zusammengeballten Gele der hydratisierten Titanoxyde das höchste Maß an katalytischer Wirksamkeit zeigen und daß die katalytische Wirksamkeit der Titanoxyde im Gelzustand verringert wird, wenn der Wassergehalt der Gele abnimmt. Die Beispiele erläutern ferner die Tatsache, daß die Titanoxydgele, obwohl sie bis zu einem Grad dehydratisiert worden sind, bei dem die kennzeichnende Gelform in die eines feuchten Pulvers übergeführt 60 These examples show that the aggregated gels of the hydrated titanium oxides which are in a higher swelling state show the highest level of catalytic activity and that the catalytic activity of the titanium oxides in the gel state is reduced as the water content of the gels decreases. The examples further illustrate the fact that the titania gels, although dehydrated to the extent that the characteristic gel form is converted into that of a moist powder
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1103335XA | 1955-10-13 | 1955-10-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1103335B true DE1103335B (en) | 1961-03-30 |
Family
ID=22332444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEG20728A Pending DE1103335B (en) | 1955-10-13 | 1956-10-13 | Process for the production of carboxylic acid esters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1103335B (en) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1173473B (en) * | 1962-06-29 | 1964-07-09 | Reichhold Chemie Ag | Process for the preparation of aliphatic or aromatic carboxylic acid esters |
DE1185611B (en) * | 1963-09-03 | 1965-01-21 | Reichhold Chemie Ag | Process for the preparation of carboxylic acid esters |
DE1186463B (en) * | 1962-09-19 | 1965-02-04 | Jur Heinz Bauer Dr | Process for the preparation of aliphatic carboxylic acid esters of tertiary alcohols |
DE1244797B (en) * | 1962-07-06 | 1967-07-20 | Witten Gmbh Chem Werke | Process for the preparation of phenyl esters of carbocyclic, aromatic, optionally ring-substituted mono- and polycarboxylic acids |
DE1258408B (en) * | 1961-05-29 | 1968-01-11 | M & T Chemicals Inc | Process for the transesterification of esters consisting of carboxylic acids and volatile alcohols |
DE1264762B (en) * | 1963-09-03 | 1968-03-28 | Reichhold Chemie Ag | Plasticizers for organic polymers |
DE1267224B (en) * | 1962-12-07 | 1968-05-02 | Witten Gmbh Chem Werke | Process for the preparation of aryl esters of aliphatic or alicyclic mono- or polycarboxylic acids |
DE1277854B (en) * | 1962-12-28 | 1968-09-19 | Shigeo Togashi | Process for the preparation of carboxylic acid esters |
DE1286040B (en) * | 1966-07-12 | 1969-01-02 | Exxon Research Engineering Co | Process for the production of carboxylic acid esters |
DE1293770B (en) * | 1965-02-24 | 1969-04-30 | Ici Ltd | Process for the deposition of tin, titanium or zirconium catalysts from a liquid esterification product |
-
1956
- 1956-10-13 DE DEG20728A patent/DE1103335B/en active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1258408B (en) * | 1961-05-29 | 1968-01-11 | M & T Chemicals Inc | Process for the transesterification of esters consisting of carboxylic acids and volatile alcohols |
DE1173473B (en) * | 1962-06-29 | 1964-07-09 | Reichhold Chemie Ag | Process for the preparation of aliphatic or aromatic carboxylic acid esters |
DE1244797B (en) * | 1962-07-06 | 1967-07-20 | Witten Gmbh Chem Werke | Process for the preparation of phenyl esters of carbocyclic, aromatic, optionally ring-substituted mono- and polycarboxylic acids |
DE1186463B (en) * | 1962-09-19 | 1965-02-04 | Jur Heinz Bauer Dr | Process for the preparation of aliphatic carboxylic acid esters of tertiary alcohols |
DE1267224B (en) * | 1962-12-07 | 1968-05-02 | Witten Gmbh Chem Werke | Process for the preparation of aryl esters of aliphatic or alicyclic mono- or polycarboxylic acids |
DE1277854B (en) * | 1962-12-28 | 1968-09-19 | Shigeo Togashi | Process for the preparation of carboxylic acid esters |
DE1185611B (en) * | 1963-09-03 | 1965-01-21 | Reichhold Chemie Ag | Process for the preparation of carboxylic acid esters |
DE1264762B (en) * | 1963-09-03 | 1968-03-28 | Reichhold Chemie Ag | Plasticizers for organic polymers |
DE1293770B (en) * | 1965-02-24 | 1969-04-30 | Ici Ltd | Process for the deposition of tin, titanium or zirconium catalysts from a liquid esterification product |
DE1286040B (en) * | 1966-07-12 | 1969-01-02 | Exxon Research Engineering Co | Process for the production of carboxylic acid esters |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19513056B4 (en) | Titanium-containing catalysts and process for the production of polyester | |
US6310235B1 (en) | Method for producing ester plasticizers | |
DE69434318T2 (en) | Organotin catalyzed transesterification | |
EP2486000B1 (en) | Process for preparing polyol esters | |
DE60318957T2 (en) | CATALYST AND PROCESS | |
DE2657044A1 (en) | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF DIMETHYLTEREPHTHALATE FROM POLYESTER WASTE | |
DE1945359A1 (en) | Process for the processing of raw plasticizers | |
DE1643958B1 (en) | Process for the degradation of polyalkylene glycol esters | |
DE1103335B (en) | Process for the production of carboxylic acid esters | |
DE2214775C3 (en) | Process for the production of polybutylene terephthalate | |
DE2112492A1 (en) | Process for the preparation of esters | |
DE102009032235B4 (en) | Process for the preparation of 1-alkylglycerol ethers | |
DE102013015289A1 (en) | Process for the post-treatment of polyol esters | |
DE3133583C2 (en) | ||
DE2539249C2 (en) | Process for making a polyester | |
DE2710630A1 (en) | Esterification, transesterification and ester hydrolysis - over solid titanium and silicon catalysts, pref. prepd. using polymeric pptn. aids | |
DE69011990T2 (en) | Process for the preparation of an ester. | |
DE1000019B (en) | Process for esterifying terephthalic acid | |
DE1185611B (en) | Process for the preparation of carboxylic acid esters | |
DE2016023A1 (en) | Polycondensation catalyst and its use for the production of polyesters | |
DE2617814A1 (en) | PROCESS FOR PREVENTING DEPOSIT DURING A CONTINUOUS TRANSESTERATION FOR THE PRODUCTION OF POLYESTERS | |
AT250388B (en) | Process for the preparation of carboxylic acid esters | |
DE1173473B (en) | Process for the preparation of aliphatic or aromatic carboxylic acid esters | |
DE1140922B (en) | Process for obtaining pure terephthalic acid or isophthalic acid suitable for direct esterification and polycondensation with ethylene glycol | |
DE68907758T2 (en) | Propanone-1,3-disulfonic acid as an esterification catalyst. |