DE112013006019B4

DE112013006019B4 - Dehydroxylierung von Nitroalkoholen in Nitroalkane

Info

Publication number: DE112013006019B4
Application number: DE112013006019.1T
Authority: DE
Inventors: Paul Davis; Raj Deshpande; Georg David Green; Vandana Pandey
Original assignee: Angus Chemical Co
Current assignee: Angus Chemical Co
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2021-04-22
Anticipated expiration: 2033-11-22
Also published as: US9255061B2; WO2014099246A1; US20150329470A1; DE112013006019T5

Abstract

Dehydroxylierungsverfahren zur Herstellung eines Nitroalkans von einem Nitroalkohol, das Folgendes beinhaltet:(A) Inkontaktbringen des Nitroalkohols mit einem Iodkatalysator, ausgewählt aus Iodwasserstoffsäure und Iod, in einer Reaktionszone unter Wasserstoffdruck; und(B) Erhitzen der Reaktionszone und des Inhalts auf eine Reaktionstemperatur zwischen 50°C und 250°C, um das Nitroalkan zu bilden.

Description

Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Nitroalkanen durch Dehydroxylierung von Nitroalkoholen.
Hintergrund der Erfindung
Im Allgemeinen sind Nitroalkane als Lösungsmittel, Reaktionsmittel und Reaktionsintermediate in verschiedenen Industriezweigen wie Beschichtungen, Lacken, Farben, Klebstoffen, Polymeren, Harzen usw. nützlich. Zum Beispiel, Nitroalkane werden als Einsatzmaterialien bei der Herstellung von Nitroalkoholen eingesetzt, die weiter zu Aminoalkoholen reduziert werden können. Insbesondere ist Nitromethan (CH₃NO₂) eine hoch polare Flüssigkeit, die häufig als Lösungsmittel verwendet wird, wie zum Beispiel als Extraktionslösungsmittel, als Reaktionsmedium oder als Reinigungslösungsmittel. Es ist auch ein Reaktionsintermediat für die Herstellung von Pharmazeutika, Pestiziden, Sprengstoffen, Fasern und Beschichtungen. Ein anderes wertvolles Nitroalkan ist beispielsweise 2-Nitropropan (CH₃CHNO₂CH₃), das eine farblose Flüssigkeit ist, die üblicherweise als Lösungsmittel, als chemisches Intermediat oder als Ausgangsmaterial zum Erzeugen anderer industriell nützlicher Verbindungen verwendet wird. Als Lösungsmittel ist 2-Nitropropan in Wasser schwer löslich und in zahlreichen Lösungsmitteln mischbar, einschließlich der meisten aromatischen Kohlenwasserstoffe, Ketone, Ester und Ether. Es ist somit für die Herstellung von Farben, Lacken, Klebstoffen, Firnissen, Polymeren, Harzen und Beschichtungen nützlich. 2-Nitropropan wird auch in Sprengstoffen und als Benzinadditiv verwendet.
Nitroalkane werden in der Industrie durch Inkontaktbringen von Propan mit Salpetersäure bei hohen Temperaturen wie 350-450°C erzeugt, was zu einem Mischprodukt führt, das Folgendes enthält: Nitromethan, Nitroethan, 1-Nitropropan und 2-Nitropropan.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung von Nitroalkanen ist im US-Patent Nr. 4,319,059 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird zunächst eine Alpha-Bromalkansäure mit einem Alkalimetallnitrit in Anwesenheit eines Magnesiumions (Mg²⁺) in einem aprotischen Lösungsmittel zur Reaktion gebracht, um ein Chelat zu bilden, das mit einer Mineralsäure neutralisiert wird, um ein Nitroalkan zu erzeugen, das ein Kohlenstoffatom weniger hat als der Reaktant Bromalkansäure.
Vergleichbare Verfahren sind in den Dokumenten WO 2014/099246 A1 , US 3 297 769 A , GB 596 282 A , US 3 240 823 A und US 4 861 925 A beschrieben.
Es sind keine Verfahren zur Herstellung von Nitroalkanen durch Dehydroxylierung der entsprechenden Nitroalkohole bekannt.
Eine reduktive Dehydroxylierung ist für aktivierte Alkohole wie z.B. Benzylalkohole bekannt. Es wurde für Nitroalkohole wie die 1,2-Nitroalkohole nicht dokumentiert.
Es ist wünschenswert, Nitroalkane von alternativen Einsatzmaterialien wie Nitroalkoholen oder Nitropolyolen erzeugen zu können.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Dehydroxylierungsverfahren zur Herstellung eines Nitroalkans von einem Nitroalkohol mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Dehydroxylierungsverfahren zur Herstellung eines Nitroalkans von einem Nitropolyolen mit den Merkmalen des Anspruchs 18 bereit. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Dehydroxylierungsverfahren zur Herstellung eines Nitroalkans von einem Nitroalkohol bereit, das Folgendes beinhaltet: (A) Inkontaktbringen des Nitroalkohols mit einem Iodkatalysator, ausgewählt aus Iodwasserstoffsäure und Iod, in einer Reaktionszone unter Wasserstoffdruck; und (B) Erhitzen der Reaktionszone und des Inhalts auf eine Reaktionstemperatur zwischen 50°C und 250°C, um das Nitroalkan zu bilden.
In einigen Ausgestaltungen wird der Nitroalkohol mit Iodwasserstoffsäure unter Wasserstoffdruck in Kontakt gebracht und die Reaktionstemperatur liegt zwischen 100°C und 200°C.
In einigen Ausgestaltungen ist der Nitroalkohol 2-Nitro-2-methyl-1-propanol, die Reaktionstemperatur liegt zwischen 100°C und 160°C und das erzeugte Nitroalkan ist 2-Methyl-2-nitropropan.
In einigen Ausgestaltungen liegt auch ein Metallkomplexkatalysator in der Reaktionszone vor und die Reaktionstemperatur liegt zwischen 100°C und 160°C. In solchen Ausgestaltungen kann der Nitroalkohol mit Iod unter Wasserstoffdruck in Kontakt gebracht werden, der Nitroalkohol kann 2-Nitro-2-methyl-1-propanol sein und das erzeugte Nitroalkan kann 2-Methyl-2-nitropropan sein. Der Metallkomplexkatalysator kann ein Rhodium-Metallkomplexkatalysator sein.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Es werden nachfolgend die folgenden Begriffe, Ausdrücke und Bedeutungen benutzt.
Wenn nichts Gegenteiliges angegeben ist, aus dem Kontext hervorgeht oder in der Technik üblich ist, basieren alle Teile und Prozentangaben auf Gewicht und alle Testmethoden waren am Einreichungsdatum der vorliegenden Offenbarung aktuell. Für die Zwecke der Patentpraxis der Vereinigten Staaten ist der Inhalt aller Patente, Patentanmeldungen oder Veröffentlichungen, auf die hierin verwiesen wird, in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen (oder die jeweils äquivalente US-Version ist durch Bezugnahme eingeschlossen), insbesondere mit Bezug auf die Offenbarung von Synthesetechniken, Definitionen (in so weit als sie mit keinen speziell in dieser Offenbarung gegebenen Definitionen im Einklang stehen) und allgemeinen Kenntnissen in der Technik.
Die Zahlenbereiche in dieser Offenbarung sind Näherungswerte und können somit Werte außerhalb des Bereichs beinhalten, wenn nichts anderes angegeben ist. Zahlenbereiche beinhalten alle Werte von den Unter- bis zu den Oberwerten einschließlich, in Inkrementen von einer Einheit, vorausgesetzt, dass es eine Trennung von wenigstens zwei Einheiten zwischen jedem Unterwert und jedem Oberwert gibt. Zum Beispiel, wenn eine auf die Zusammensetzung bezogene physikalische oder sonstige Eigenschaft, wie zum Beispiel Molekulargewicht, Viskosität, Schmelzindex usw., zwischen 100 und 1000 liegt, dann ist beabsichtigt, dass alle Einzelwerte, wie zum Beispiel 100, 101, 102 usw., und Teilbereiche, wie 100 bis 144, 155 bis 170, 197 bis 200 usw., als ausdrücklich aufgezählt gelten. Für Bereiche, die Werte enthalten, die kleiner als eins sind oder Bruchzahlen größer als eins enthalten (z.B. 1,1, 1,5 usw.), da wird eine Einheit wo angemessen als 0,0001, 0,001, 0,01 oder 0,1 angesehen. Für Bereiche, die einstellige Zahlen kleiner als zehn enthalten (z.B. 1 bis 5), da wird eine Einheit typischerweise als 0,1 angesehen. Dies sind lediglich Beispiele für das, was speziell beabsichtigt ist, und alle möglichen Kombinationen von numerischen Werten zwischen den aufgezählten Mindest- und Höchstwerten gelten als ausdrücklich in dieser Offenbarung angegeben. Numerische Bereiche werden in dieser Offenbarung unter anderem für die Komponentenmengen der Zusammensetzung und für verschiedene Verfahrensparameter wie zum Beispiel, ohne Begrenzung, Reaktionstemperatur und -druck gegeben.
Der hierin verwendete Begriff „Nitroalkohol“ bedeutet eine lineare oder verzweigte organische Verbindung mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine oder mehrere nitrofunktionelle Gruppen (-NO₂) und eine Hydroxylgruppe. Wo die Nitroverbindung zwei oder mehr Hydroxylgruppen hat, da wird der Begriff „Nitropolyol“ verwendet.
„Katalytische Menge‟ und ähnliche Begriffe bedeuten, wenn sie auf Iodkatalysatoren angewendet werden, die Menge an Iodkatalysator, die nötig ist, um die Dehydroxylierungsreaktion eines Nitroalkohols mit einer gewünschten Rate zu fördern, um das entsprechende Nitroalkan mit derselben Anzahl von Kohlenstoffatomen wie der Ausgangsnitroalkohol zu bilden. Die Menge wird in Abhängigkeit von einer Reihe verschiedener Faktoren variieren, einschließlich, ohne Begrenzung, der Natur der Reagenzien, den Dehydroxlationsbedingungen, der Natur des Katalysators und dergleichen.
Ebenso bedeuten „katalytische Menge“ und ähnliche Begriffe, wenn sie auf Metallkomplexkatalysatoren angewendet werden, die Menge an Metallkomplexkatalysator, die nötig ist, um die Regeneration von Iodwasserstoffsäure (HI) von Wasserstoff und Iod während der oben genannten Dehydroxylierungsreaktion mit einer gewünschten Rate zu fördern. Die Menge wird in Abhängigkeit von einer Reihe verschiedener Faktoren variieren, einschließlich, aber ohne Begrenzung, der Natur der Reagenzien, den Dehydroxylierungsbedingungen, der Natur des Katalysators und dergleichen.
„Dehydroxylierungsbedingungen“ und ähnliche Begriffe bedeuten die Temperatur und den Druck, unter der/dem ein Nitroalkohol in ein Nitroalkan in Anwesenheit eines Iodkatalysators (d.h. Iodwasserstoffsäure (HI) oder Iod (I₂)) unter Wasserstoffdruck, mit oder ohne Lösungsmittel und mit oder ohne Metallkomplexkatalysator umgewandelt wird. Diese Bedingungen hängen von einer Reihe von Faktoren ab, einschließlich, aber ohne Begrenzung, dem Nitroalkohol, dem jeweils vorhandenen Iodkatalysator, der Reaktionstemperatur und ob ein Metallkomplexkatalysator vorhanden ist, welcher Typ und welche Menge vorhanden sind. Typischerweise beträgt die Temperatur bis zu 200°C, wie beispielsweise 100°C bis 200°C, typischer 100°C bis 190°C, oder sogar 120°C bis 190°C. Typischerweise beträgt der Druck 50 psi (345 kPa) bis 2000 psi (13.790 kPa), wie zum Beispiel 200 psi (1.379 kPa) bis 1000 psi (6.895 kPa) oder 200 psi (1.379 kPa) bis 800 psi (5.516 kPa) oder sogar 500 psi (3.447 kPa) bis 1000 psi (6.895 kPa).
Die vorliegende Erfindung stellt ein Dehydroxylierungsverfahren zur Herstellung eines Nitroalkans von einem Nitroalkohol bereit. Spezieller, ein Nitroalkohol wird mit einem Iodkatalysator wie z.B. Iodwasserstoffsäure oder Iod unter Wasserstoffdruck in einer Reaktionszone in Kontakt gebracht, die dann auf eine Reaktionstemperatur von bis zu 210°C erhitzt wird, um das entsprechende Nitroalkan durch Dehydroxylierung zu bilden. Ein geeigneter Wasserstoffdruck liegt bei 50 bis 2000 psig (345 bis 13.790 kPa) und vorzugsweise bei 300 bis 1000 psig (2.068 bis 6.895 kPa).
Der Iodkatalysator wird aus der Gruppe bestehend aus Iodwasserstoffsäure (HI) und Iod (I₂) ausgewählt. Der Iodkatalysator liegt typischerweise in einem Molverhältnis von Nitroalkohol zu Iod von 1:10 bis 100:1, zum Beispiel von 1:2 bis 10:1 und vorzugsweise von 3:1 bis 9:1 vor.
Ein Lösungsmittel ist zwar nicht erforderlich, wird aber empfohlen. Zu geeigneten Lösungsmitteln gehören Lösungsmittel wie, ohne Begrenzung, Wasser, Essigsäure, Propionsäure, geradkettige und verzweigte Isomere von Buttersäure, Pentansäure und Hexansäure und Gemische davon. Das Lösungsmittel ist vorzugsweise polar, aber dies ist nicht erforderlich.
Die Reaktionstemperatur kann durch Erhitzen der Reaktionszone für bis zu 24 Stunden, vorzugsweise bis zu 12 Stunden und bevorzugter bis zu 6 Stunden, aber nicht weniger als 1 Stunden, vorzugsweise nicht weniger als 2 Stunden und stärker bevorzugt nicht weniger als 4 Stunden gehalten werden.
Die Reaktionstemperatur kann zwischen 50°C und 250°C, zum Beispiel zwischen 100°C und 220°C oder zwischen 160°C und 220°C oder zwischen 120°C und 190°C oder zwischen 170°C und 200°C oder zwischen 100°C und 160°C liegen.
Wo die Reaktionstemperatur niedriger ist, zum Beispiel zwischen 50°C und 160°C, da wird keine Iodwasserstoffsäure regeneriert und daher sollte ein stöchiometrischer Überschuss von Iodwasserstoffsäure benutzt werden. Bei diesen niedrigeren Reaktionstemperaturen liegt, bei einem Iodwasserstoffsäureüberschuss, die Selektivität für Nitroalkan auf oder nahe bei 100 %, aber die Umwandlungsrate des Nitroalkohols kann erheblich niedriger als 100 % sein und liegt möglicherweise bei nur 20 % oder 30 %. Bei höheren Temperaturen, zum Beispiel zwischen 170°C und 200°C, wird Iodwassserstoffsäure regeneriert und die Umwandlungsrate des Nitroalkohols ist höher, sie kann sogar bei 95 % oder mehr liegen, aber die Selektivität leidet, was zu einem Mischprodukt führt, das das entsprechende Nitroalkan in geringeren Anteilen als einige der ungewollten Produkte wie Amine und Aminoalkohole umfasst.
Die Anmelder haben nicht nur überraschenderweise entdeckt, dass es möglich ist, Nitroalkohole und Nitropolyole zu dehydroxylieren, um entsprechende Nitroalkane zu bilden, unter Bedingungen, die zum Erzeugen von N-Alkylhydroxylaminen von Nitroalkanen bekannt sind und angewendet werden, sondern sie haben auch herausgefunden, dass der Zusatz eines Metallkomplexkatalysators zu dem Nitroalkohol-HI/I₂-Reaktionssystem die Anwendung von niedrigeren Reaktionstemperaturen zwischen 100°C und 160°C zulässt, zum Beispiel zwischen 140°C und 160°C, während die Nitroalkoholumwandlung und -selektivität zu dem gewünschten entsprechenden Nitroalkan erhöht wird.
Somit kann ein Metallkomplexkatalysator mit dem Nitroalkohol und Iodkatalysator enthalten sein, um die Regeneration von Iodwasserstoffsäure (HI) von Wasserstoff und Iod (I₂) während der Dehydroxylierungsreaktion zu unterstützen. Zu geeigneten Metallkomplexkatalysatoren gehören, ohne Begrenzung, Metallkomplexe mit der folgenden Formel: M(A)_n(B)_m(C)_o(D)_p wobei n+m+o+p zwischen 4 und 6 variiert und A, B, C oder D ähnliche oder unähnliche Liganden, neutrale oder geladene Liganden, Mono- oder Polydentat-Liganden mit dem Bindungsanteil als Phosphor, Stickstoff, Schwefel, Sauerstoff oder Halogen sein könnte, M ein Element aus Rh, Ru, Ir, Ni, Co sein könnte. Bevorzugte Metallkomplexkatalysatoren sind Rhodium-(Rh)-Komplexverbindungen wie Rh(PPh₃)₃Cl.
Wo vorhanden, da liegt der Metallkomplexkatalysator in einem Molverhältnis von Metallkomplex zu Iod zwischen 1:1000 und 1:2, vorzugsweise zwischen 1:50 und 1:10 vor.
Die in der Praxis der vorliegenden Erfindung nützlichen Nitroalkohole können, ohne Begrenzung, aus C₁-C₂₀ Nitroalkanolen ausgewählt werden. Besonders bevorzugt sind Nitroethanol, 1-Nitropropanol und 2-Nitropropanol, Derivate und Kombinationen davon. Zum Beispiel, ohne Begrenzung, 2-Nitro-2-methyl-1-propanol (2-NMP) wäre ein Derivat von 2-Nitropropanol, das für die Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
Es wird angemerkt, dass das Dehydroxylierungsverfahren der vorliegenden Erfindung auch zum Umwandeln von Nitropolyolen in Nitroalkohole und dann in Nitroalkane nützlich ist. Zum Beispiel, 2-Nitro-2-methyl-1,3-propandiol (NMPD) kann in 2-Nitro-2-methyl-1-propanol (2-NMP) umgewandelt werden, das dann weiter zu 2-Methyl-2-nitropropan (2-MNP) dehydroxyliert werden kann.
In einigen Ausgestaltungen des Dehydroxylationsverfahrens der vorliegenden Erfindung wird ein Nitroalkohol in ein Nitroalkan in Anwesenheit von Iodwasserstoffsäure mit einem Molüberschuss von Iodwasserstoffsäure bei Reaktionstemperaturen zwischen 100°C und 160°C unter Wasserstoffdruck umgewandelt.
In einigen Ausgestaltungen wird ein Nitroalkohol in ein Nitroalkan in Anwesenheit von Iodwasserstoffsäure mit einem Molüberschuss des Nitroalkohols bei Reaktionstemperaturen zwischen 170°C und 200°C unter Wasserstoffdruck umgewandelt.
In noch anderen Ausgestaltungen wird ein Nitroalkohol in ein Nitroalkan in Anwesenheit von Iod mit einem Molverhältnis von Nitroalkohol zu Iod von 1:0,1 bis 1:0,5 bei Reaktionstemperaturen zwischen 100°C und 160°C unter Wasserstoffdruck und in Anwesenheit eines Rhodium-Metallkomplexkatalysators umgewandelt.
Verschiedene Ausgestaltungen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlich in Verbindung mit den nachfolgenden Beispielen beschrieben.
BEISPIELE
Hauptterminologie
2-NP = 2-Nitropropan
2-NMP = 2-Nitro-2-methyl-1-propanol
Eisessig = unverdünnte oder reine Essigsäure
HI = Iodwasserstoffsäure
Allgemeiner Versuchsablauf
Ein 300 ml Hast-C Parr Reaktor wurde mit einer bekannten Menge 2-NMP (70 % in Wasser), Eisessig (80 ml) und Iodwasserstoff (55 % wässriges w/w Merck) oder Iod (äquivalente Menge S.D. Fine-Chem Ltd) beschickt. Der Autoklav wurde verschlossen, zweimal mit Stickstoff (200 psig) gespült und dann auf den gewünschten Wasserstoffdruck gebracht. Der Rührvorgang wurde gestartet und auf 1000 rpm eingestellt. Die Reaktionstemperatur wurde auf die gewünschte Temperatur erhöht und für die benötigte Dauer gehalten. Am Ende der Reaktion wurde der Autoklav auf Raumtemperatur abgekühlt und es wurde eine Probe zur Analyse genommen.
Gaschromatografieanalyseablauf
Die flüssigen Proben wurden auf Agilent 7890 GC analysiert. Die Agilent HP-5 (1909IJ-413) GC-Säule (30 m × 320 µm × 0,25 µm) und der Reaktionsfortschritt wurden auf der Basis von GC-Flächen% überwacht. Der FID (Flammenionisationsdetektor) wurde auf 280°C eingestellt, die Injektoröffnung auf 180°C. Die Ofentemperatur wurde auf 80°C eingestellt und 2 Minuten lang gehalten, dann weiter auf 200°C mit einer Temperaturanstiegsrate von 10°C/min. Das Injektionsvolumen betrug 1 µl mit einem Teilungsverhältnis von 25:1 und Helium wurde als Trägergas verwendet.
Beispiel 1 Dehydroxylierung von 2-Nitro-2-methyl-1-propanol (2-NMP) mit HI
2-NMP (0,011 Mol), HI (0,022 Mol), T (120°C), Zeit (6 Stunden)
Nach 6 Stunden wurde eine 28%ige Umwandlung von 2-NMP mit 100 % Selektivität für 2-Methyl-2-nitropropan erhalten.
Beispiel 2 Dehydroxylierung von 2-NMP mit HI
2-NMP (0,011 Mol), HI (0,022 Mol), T (140°C), Zeit (6 Stunden)
Nach 6 Stunden wurde eine 40%ige Umwandlung von 2-NMP mit 100 % Selektivität für 2-Methyl-2-nitropropan erhalten.
Beispiel 3 Dehydroxylierung von 2-NMP mit HI
2-NMP (0,011 Mol), HI (0,022 Mol), T (150°C), Zeit (6 Stunden)
Nach 6 Stunden wurde eine 59%ige Umwandlung von 2-NMP mit 100 % Selektivität für 2-Methyl-2-nitropropan erhalten.
Beispiel 4 Dehydroxylierung von 2-NMP mit HI
2-NMP (0,011 Mol), HI (0,022 Mol), T (150°C), Zeit (6 Stunden)
Nach 6 Stunden wurde eine 82%ige Umwandlung von 2-NMP mit 100 % Selektivität für 2-Methyl-2-nitropropan erhalten.
Beispiel 5 Dehydroxylierung von 2-NMP mit HI
2-NMP (0,026 Mol), HI (0,004 Mol), T (180°C), Zeit (6 Stunden)
Nach 6 Stunden wurde eine 58%ige Umwandlung von 2-NMP mit 41, 14, 43 und 2 % Selektivität jeweils für 2-Methyl-2-propan-2-amin, 2-Methyl-2-nitropropan, 2-Amino-2-methylpropan-1-ol bzw. 2-Amino-2-methylpropylacetat erhalten.
Beispiel 6 Dehydroxylierung von 2-NMP mit HI
2-NMP (0,041 Mol), HI (0,015 Mol), T (180°C), Zeit (6 Stunden)
Nach 6 Stunden wurde eine 79%ige Umwandlung von 2-NMP mit 36, 20, 41 und 3 % Selektivität jeweils für 2-Methyl-2-propan-2-amin, 2-Methyl-2-nitropropan, 2-Amino-2-methylpropan-1-ol bzw. 2-Amino-2-methylpropylacetat erhalten.
Beispiel 7 Dehydroxylierung von 2-NMP mit HI
2-NMP (0,041 Mol), HI (0,024 Mol), T (190°C), Zeit (6 Stunden)
Nach 6 Stunden wurde eine 96%ige Umwandlung von 2-NMP mit 22, 19, 25 und 33 % Selektivität jeweils für 2-Methyl-2-propan-2-amin, 2-Methyl-2-nitropropan, 2-Amino-2-methylpropan-1-ol bzw. 2-Amino-2-methylpropylacetat erhalten.
Beispiel 8 Dehydroxylierung von 2-NMP mit HI
2-NMP (0,041 Mol), HI (0,0079 Mol), T (190°C), Zeit (6 Stunden)
Nach 6 Stunden wurde eine 92%ige Umwandlung von 2-NMP mit 44, 15, 38 und 3 % Selektivität jeweils für 2-Methyl-2-propan-2-amin, 2-Methyl-2-nitropropan, 2-Amino-2-methylpropan-1-ol bzw. 2-Amino-2-methylpropylacetat erhalten.
Beispiel 9 Dehydroxylierung von 2-NMP mit HI
2-NMP (0,011 Mol), HI (0,022 Mol), T (150°C), Zeit (6 Stunden)
Nach 6 Stunden wurde eine 59%ige Umwandlung von 2-NMP mit 100 % Selektivität für 2-Methyl-2-nitropropan erhalten.
Beispiel 10 Dehydroxylierung von 2-NMP mit HI
2-NMP (0,041 Mol), HI (0,024 Mol), T (190°C), Zeit (6 Stunden)
Nach 6 Stunden wurde eine 96%ige Umwandlung von 2-NMP mit 22, 19, 25 und 33 % Selektivität jeweils für 2-Methyl-2-propan-2-amin, 2-Methyl-2-nitropropan, 2-Amino-2-methylpropan-1-ol bzw. 2-Amino-2-methylpropylacetat erhalten.
Beispiel 11 Dehydroxylierung von 2-NMP mit I₂
2-NMP (0,031 Mol), I₂ (0,0098 Mol), T (150°C), Zeit (6 Stunden)
Metallkomplexkatalysator - Rh(PPh₃)₃Cl (0,5 g / 0,00054 Mol) Nach 6 Stunden wurde eine 71%ige Umwandlung von 2-NMP mit 72 % Selektivität für 2-Methyl-2-nitropropan erhalten.

Claims

Dehydroxylierungsverfahren zur Herstellung eines Nitroalkans von einem Nitroalkohol, das Folgendes beinhaltet: (A) Inkontaktbringen des Nitroalkohols mit einem Iodkatalysator, ausgewählt aus Iodwasserstoffsäure und Iod, in einer Reaktionszone unter Wasserstoffdruck; und (B) Erhitzen der Reaktionszone und des Inhalts auf eine Reaktionstemperatur zwischen 50°C und 250°C, um das Nitroalkan zu bilden.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die genannte Reaktionstemperatur für eine Zeitperiode von bis zu 24 Stunden aufrechterhalten wird.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 2, wobei die Reaktionstemperatur für eine Zeitperiode von nicht weniger als 4 Stunden aufrechterhalten wird.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Iodkatalysator Iodwasserstoffsäure ist und die Reaktionstemperatur zwischen 100°C und 200°C liegt.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 4, wobei der Nitroalkohol 2-Nitro-2-methyl-1-propanol ist, die Reaktionstemperatur zwischen 100°C und 160°C liegt und das erzeugte Nitroalkan 2-Methyl-2-nitropropan ist.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 1, wobei ein Metallkomplexkatalysator auch in der Reaktionszone vorliegt und die Reaktionstemperatur zwischen 100°C und 160°C liegt.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 6, wobei der Iodkatalysator Iod ist.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 6, wobei der Metallkomplexkatalysator die Formel aufweist: M(A)_n(B)_m(C)_o(D)_p wobei n+m+o+p zwischen 4 und 6 variiert; A, B, C oder D ähnliche oder unähnliche Liganden, neutrale oder geladene Liganden, Mono- oder Polydentat-Liganden mit dem Bindungsanteil als Phosphor, Stickstoff, Schwefel, Sauerstoff oder Halogen sind, und M ein Element aus Rh, Ru, Ir, Ni, Co ist.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 6, wobei der Metallkomplexkatalysator ein Rhodium-Metallkomplexkatalysator ist.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 9, wobei der Metallkomplexkatalysator Rh(PPh₃)₃Cl ist.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 6, wobei der Nitroalkohol 2-Nitro-2-methyl-1-propanol ist und das erzeugte Nitroalkan 2-Methyl-2-nitropropan ist.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Druck zwischen 50 psi (345 kPa) und 2000 psi (13.790 kPa) liegt.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Molverhältnis von Nitroalkohol zu Iod von 1:10 bis 100:1 liegt.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Reaktionstemperatur zwischen 100°C und 220°C liegt.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Nitroalkohol ein C₁-C₂₀ Nitroalkanol ist.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 15, wobei der Nitroalkohol ausgewählt ist aus der Gruppe Nitroethanol, 1-Nitropropanol und 2-Nitropropanol, Derivate und Kombinationen davon.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Nitroalkohol 2-Nitro-2-methyl-1-propanol und das erzeugte Nitroalkan 2-Methyl-2-nitropropan ist.
Dehydroxylierungsverfahren zur Herstellung eines Nitroalkans von einem Nitropolyolen, das Folgendes beinhaltet: (A) Inkontaktbringen des Nitropolyolen mit einem Iodkatalysator, ausgewählt aus Iodwasserstoffsäure und Iod, in einer Reaktionszone unter Wasserstoffdruck; (B) Erhitzen der Reaktionszone und des Inhalts auf eine Reaktionstemperatur zwischen 50°C und 250°C, um ein Nitroalkohol zu bilden; und (C) Fortsetzen des Erhitzens der Reaktionszone und des Inhalts, um ein Nitroalkan zu bilden.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 18, wobei das Nitropolyolen 2-Nitro-2-methyl-1,3-propandiol ist, der Nitroalkohol 2-Nitro-2-methyl-1-propanol ist und das Nitroalkan 2-Methyl-2-nitropropan ist.
Dehydroxylierungsverfahren nach Anspruch 18, wobei der Iodkatalysator Iodwasserstoffsäure ist und die Reaktionstemperatur zwischen 170°C und 200°C liegt; oder der Iodkatalysator Iod ist, die Reaktionstemperatur zwischen 100°C und 160°C liegt, und ein Rhodium-Metallkomplexkatalysator ebenfalls in der Reaktionszone vorhanden ist.