DE1158513B - Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffverbindungen des Aluminiums - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß man Aluminiumtrialkyle mit in /S-Stellung verzweigten Alkylresten, wie Aluminiumtriisobutyl, oder die entsprechenden Dialkylaluminiumhydride mit «-Olefinen unter Verdrängung der ursprünglich am Aluminium befindlichen Alkylreste durch das Olefin umsetzen kann. Hierbei werden die Alkylreste aus der Aluminiumalkylverbindung in Form des entsprechenden Olefins, z. B. Isobutylen, abgespalten und durch die dem zugesetzten «-Olefin entsprechenden Alkylreste ersetzt. Die Fachwelt war bisher der Überzeugung, daß nur «-Olefine in dieser Weise reagieren können (vergleiche z. B. Experientia Supplementary II [1955], S. 282, Ziffer 2; Angewandte Chemie, 68, S. 725 [1956], linke Spalte, vorletzter Absatz). Es findet sich zwar in der Patentliteratur ein Hinweis auf die Umsetzung von Triisobutylaluminium mit Octen-3, hierbei wird jedoch darauf hingewiesen, daß sekundäre Alkylaluminiumverbindungen schwer herzustellen sind. Nähere Angaben über die angewendeten Reaktionsbedingungen fehlen.

Es wurde nun gefunden, daß man Kohlenwasserstoffverbindungen des Aluminiums durch Umsetzung von Dialkylaluminiumhydriden oder Trialkylaluminiumverbindungen, deren Alkylreste mindestens 2 Kohlenwasserstoffatome enthalten, mit solchen Olefinen, deren Doppelbindung sich nicht in «-Stellung befindet, leicht dadurch zu Alkylaluminiumverbindungen mit sekundären Alkylresten umsetzen kann, daß man die Alkylaluminiumverbindungen mit den Olefinen entweder

a) bei Temperaturen oberhalb 100° C in Gegenwart eines Schleppmittels und/oder unter vermindertem Druck oder

b) bei Temperaturen oberhalb 150° C in Gegenwart von überschüssigem Olefin

zur Reaktion bringt.

Als Ausgangsstoffe für das erfindungsgemäße Verfahren kommen verschiedene Aluminiumalkylverbindungen, welche mindestens zwei gleiche oder verschiedene Alkylreste im Molekül enthalten, in Frage. Derartige Verbindungen sind beispielsweise Aluminiumtriäthyl, Aluminiumtri-n-propyl, Aluminiumtri-n-butyl und Aluminiurntrihexyl oder die entsprechenden Dialkylaluminiumhydride. Bevorzugte Ausgangsstoffe stellen Aluminiumalkylverbindungen der allgemeinen Formel

Al(CH₂ — CHR₁Ra)₃ oder HAl(CH₂ — CHR₁R₂),

dar, wobei R₁ und R₂ gleiche oder verschiedene Kohlenwasserstoffreste bedeuten, die auch gemeinsam einen Ring bilden können. Solche Verbindungen Verfahren zur Herstellung

von Kohlenwasserstoffverbindungen

des Aluminiums

Anmelder:

Henkel & Cie. G.m.b.H.,
Düsseldorf-Holthausen, Henkelstr. 67

Dr. Günter Bruno, Köln-Deutz,

und Dr. Hubert Schirp, Düsseldorf,

sind als Erfinder genannt worden

sind beispielsweise Aluminiumtriisobutyl, Aluminiumdiisobutylhydrid oder analog gebaute Aluminiumkohlenwasserstoffe, zu deren Herstellung an Stelle von Isobutylen beispielsweise das 2-Methylpenten-l, das 2-Äthylhexen-l oder cyclische Verbindungen vom Typ des Limonens verwendet wurden.

Für die technische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kommen in erster Linie das Aluminiumtriisobutyl und das Aluminiumdiisobutylhydrid in Frage. Im allgemeinen ist es zweckmäßig, solche Aluminiumkohlenwasserstoffverbindungen einzusetzen, deren Alkylreste nicht mehr als 6 Kohlenstoffatome enthalten. Die Verwendung solcher Verbindungen, zu denen wiederum das Aluminiumtriisobutyl und das Diisobutylaluminiumhydrid zählen, hat den Vorteil, daß die bei der erfindungsgemäßen Reaktion abgespaltenen Olefine leicht flüchtig sind. Erfindungsgemäß werden die vorstehend beschriebenen Alkylaluminiumverbindungen mit Olefinen umgesetzt, welche die Doppelbindung nicht in «-Stellung, sondern in beliebiger anderer Stelle im Molekül enthalten. Auch Olefine, deren Doppelbindung durch mehrere Kohlenstoffatome vom Ende der Kette getrennt ist, wie z. B. das Dodecen-6 u. ä., sind geeignet. Aus praktischen Gründen werden Olefine mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen im Molekül bevorzugt. Geeignete Ausgangsstoffe sind beispielsweise Buten-2, Penten-3, Hepten-3, Octen-4, Nonen-4, Decen-5, Dodecen-3,

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Dodecen-4, Dodecen-6, Hexadecen-6, Hexadecen-7, organischen Verbindung verdrängte Olefin in den Octadecen-9 und Eikosen-10. Ansatz zurückgeführt wird.

Auch Olefine, welche verzweigte Alkylreste im Eine weitere zweckmäßige Maßnahme, durch

Molekül enthalten, sind geeignet, sofern sie mindestens welche sich die Abspaltung des Olefins aus der ein Wasserstoffatom an einem der die Doppelbindung 5 ursprünglichen aluminiumorganischen Verbindung bildenden Kohlenstoffatome tragen. Mit Rücksicht fördern läßt, ist die Anwendung von vermindertem auf die weiter unten beschriebene Isomerisierungs- Druck. Besonders zweckmäßig ist es, diese Maßreaktion werden Olefine bevorzugt, bei denen min- nähme mit der Anwendung eines Schleppmittels zu destens einer der an der Doppelbindung befindlichen kombinieren. Die Anwendung von vermindertem Reste unverzweigt ist. In erster Linie kommen Olefine ίο Druck führt jedoch auch ohne Anwendung eines der allgemeinen Formel Schleppmittels bzw. ohne gleichzeitiges Kochen unter

Rückfluß zum Ziel.

R₃ — CH = CH — R₄ Es hat sich weiter gezeigt, daß die erfindungs

gemäße Reaktion auch ohne Anwendung eines

in Frage, bei denen mindestens einer der Reste R₃ 15 Schleppmittels und bei Normaldruck durchführbar und R₄ unverzweigt ist. ist, wenn man bei verhältnismäßig hohen, oberhalb

Für die technische Durchführung des erfindungs- von 150⁰C liegenden Temperaturen arbeitet. In diesem gemäßen Verfahrens werden bevorzugt Gemische von Fall ist allerdings die Umsetzung häufig weniger Kohlenwasserstoffen eingesetzt, welche Olefine mit vollständig, bzw. es finden unerwünschte Nebenmittelständiger Doppelbindung, gegebenenfalls zu- 20 reaktionen statt. Diese Nebenreaktionen lassen sich sammen mit »-Olefinen, enthalten. Solche Gemische jedoch durch Zusatz geeigneter Verdünnungs- oder werden z. B. bei der Fischer-Tropsch-Synthese oder Stabilisierungsmittel weitgehend zurückdrängen. Zu bei der katalytischen Erdölkrackung erhalten. Die diesem Zweck werden vorzugsweise Olefine, ins-Gemische können vorher in Fraktionen bestimmter besondere das als Ausgangsstoff dienende Olefin Kettenlängen zerlegt werden. Die Anwesenheit von 25 verwendet. Das überschüssige Olefin kann leicht gesättigten Paraffinkohlenwasserstoffen im Ausgangs- zurückgewonnen werden. Im allgemeinen ist es vormaterial stört die erfindungsgemäße Reaktion nicht. zuziehen, auch bei Anwendung höherer Tempe-Etwa im Gemisch vorhandene «-Olefine reagieren raturen oberhalb von 150°C in Gegenwart eines schon unter milderen Bedingungen. Es ist daher Schleppmittels und/oder unter vermindertem Druck möglich, die gesamten in einem derartigen Gemisch 30 zu arbeiten.

vorhandenen Olefine in Aluminiumalkyle überzu- Nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren

führen. Hierbei kann es zweckmäßig sein, zuerst das werden zunächst, sofern man nicht vom jeweiligen im Gemisch vorhandene «-Olefin nach dem bekannten Ausgangsmaterial abhängende maximale Temperaturen Verfahren mit einem Teil des Aluminiumalkyls um- und Reaktionszeiten überschreitet (vgl. das im zusetzen, anschließend das nicht umgesetzte Kohlen- 35 folgenden über die Isomerisierung der Produkte Wasserstoffgemisch abzudestillieren und das darin Gesagte), Alkylaluminiumverbindungen mit sekunenthaltene Olefin nach dem erfindungsgemäßen Ver- dären Alkylresten erhalten. In vielen Fällen enthalten fahren mit Aluminiumalkyl zur Reaktion zu bringen. die Produkte zwei Alkylreste und ein an das AIu-Die Durchführung der Reaktion zwischen den minium gebundenes Wasserstoffatom. Derartige Vervorstehend beschriebenen Olefinen und den Alu- 40 bindungen sind bisher in der Literatur nicht beminiumkohlenwasserstoffen erfolgt bei erhöhten Tem- schrieben worden.

peraturen, im allgemeinen zwischen 100 und 220⁰C, Der Erfinder hat weiter gefunden, daß sich die

vorzugsweise zwischen 130 und 18O⁰C. nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren her-

Zur Erleichterung der Verdrängungsreaktion hat gestellten Aluminiumalkyle mit nahezu quantitativer sich die Anwendung eines Schleppmittels als besonders 45 Ausbeute zu Verbindungen mit primären Alkylresten vorteilhaft erwiesen. Als Schleppmittel kann beispiels- isomerisieren lassen. Bisher sind derartige Isomeriweise ein inertes Gas, wie Stickstoff, dienen. Vorteil- sierungsreaktionen lediglich am Beispiel kurzkettiger haft ist es, als Schleppmittel den Dampf eines inerten Aluminiumalkyle, nämlich des Aluminiumtriisopro-Lösungsmittels zu verwenden, welches bei der ge- pyls und des Aluminiumtri-sec.-butyls, beschrieben wünschten Reaktionstemperatur siedet. Geeignete 50 worden. Diese Verbindungen wurden durch 30stüninerte Lösungsmittel sind beispielsweise aliphatische, diges Erhitzen auf eine Temperatur von 110 bis cycloaliphatische, aromatische oder aliphatisch-aroma- 130⁰C in die entsprechende n-Alkylverbindung umtische Kohlenwasserstoffe, wie Decahydronaphthalin, gelagert.

«-Methylnaphthalin und Paraffine, z. B. die paraf- Die Versuche des Erfinders haben ergeben, daß

finischen Anteile der Fischer-Tropsch-Synthese. Be- 55 eine Isomerisierung von höheren sekundären alusonders zweckmäßig ist es, an Stelle oder neben einem miniumorganischen Verbindungen, insbesondere von inerten Lösungsmittel einen Überschuß des als solchen, bei denen das Aluminium durch eine oder Ausgangsstoff dienenden Olefins einzusetzen. Falls mehrere Kohlenstoffatome von der endständigen das Olefin bei Normaldruck nicht bei der gewünschten Methylgruppe getrennt ist, unter diesen Bedingungen Reaktionstemperatur siedet, kann man durch An- 60 praktisch nicht möglich ist. Auch eine Verschärfung wendung eines entsprechenden Druckes die Siede- der Reaktionsbedingungen führt hier nicht zu brauchtemperatur auf den gewünschten Wert einstellen. baren Ergebnissen.

Verwendet man als Schleppmittel den Dampf eines Überraschenderweise wurde gefunden, daß man

indifferenten Lösungsmittels oder auch des Ausgangs- die Umlagerung der nach dem weiter oben beolefins und kocht die Reaktionsmischung unter 65 schriebenen Verfahren hergestellten aluminiumorga-Rückfluß, so wird die Kondensation des Schlepp- nischen Verbindungen in solche mit primären Alkylmittels in der Weise vorgenommen, daß zwar das resten mit hoher Ausbeute und in verhältnismäßig Schleppmittel, jedoch nicht das aus der aluminium- kurzer Zeit durchführen kann, wenn man die Reaktion

bei einer Temperatur oberhalb 15O⁰C, vorzugsweise einem Magnetrührer, einem Innenthermometer und 160 bis 180⁰C, durchführt und dabei ein Olefin zusetzt, einem aus Kupfer bestehenden Rückflußkühler verweiches hierbei offenbar als stabilisierendes Mittel sehen war. An den Kühler war ein Blasenzähler, eine wirkt. Unter diesen Bedingungen bleiben Neben- mit flüssiger Luft gekühlte Vorlage und ein Stickstoffoder Zersetzungsreaktionen praktisch vollständig aus. 5 Einlaßventil angeschlossen.

Als Olefine werden vorzugsweise solche mit mittel- In dem Dreihalskolben wurden 226,6 g Aluminiumständiger Doppelbindung, insbesondere die als Aus- triisobutyl und 598 g Dodecen-6 (Kp._ls = 99°C; gangsstoffe für die erste Stufe des erfindungsgemäßen «o° = 1,4328) miteinander vermischt. Die Mischung Verfahrens dienenden Olefine, verwendet. Diese wurde unter kräftigem Rühren bei einem Druck von erleiden unter den angewendeten Bedingungen keine io 47 Torr im Verlauf von 6 Stunden nach Maßgabe der unerwünschten Veränderungen und können leicht Isobutylenentwickhing von 100 bis etwa 14O⁰C Innenzurückgewonnen werden. temperatur erhitzt. Bei der Endtemperatur siedete das

Selbstverständlich ist es möglich, die erste und zweite Dodecen-6 unter Rückfluß. Nach Beendigung des Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens, d. h. die Versuchs waren in der Kühlfalle 178,4 g Isobutylen Verdrängungsreaktion und die Isomerisierung, in 15 kondensiert,
einem Arbeitsgang durchzuführen. Das farblose Reaktionsgemisch, welches 645 g

Um die als Ausgangsstoffe dienenden aluminium- wog, wurde unter Stickstoff in eine Destillationsorganischen Verbindungen besser auszunutzen, kann apparatur übergeführt. Anschließend wurde das überes zweckmäßig sein, an die in der ersten Reaktionsstufe schüssige Dodecen im Hochvakuum bei einer Baderhaltenen Produkte, sofern diese nur zwei Alkylreste 20 temperatur bis zu 65 ⁰C mit kurzfristiger Steigerung im Molekül enthalten, vor oder nach der Isomeri- auf 100° C abdestilliert. Als Destillat wurden 211 g sierung einen dritten Alkylrest dadurch einzuführen, reines Dodecen-6 erhalten, dessen IR-Spektrum mit daß man sie in an sich bekannter Weise mit einem dem des Ausgangsolefins übereinstimmte. Als Rück-Λ-Olefin umsetzt. stand hinterblieben 430 g einer farblosen hochviskosen

Es wurde weiter die überraschende Feststellung 25 Flüssigkeit, welche aus praktisch reinem Di-secgemacht, daß bei Reaktionstemperaturen oberhalb dodecylaluminiumhydrid bestand. Eine Probe dieser 160⁰C, längeren Reaktionszeiten und bei gleichzeitiger Verbindung ergab bei der Hydrolyse 98,6 °/o der Anwesenheit einer größeren Menge an nicht «-stan- berechneten Menge Wasserstoff. Der Aluminiumdigem Olefin (mehr als 1 Mol, vorzugsweise mehr als gehalt betrug 7,02% (berechnet 7,13 °/o)·
2 Mol pro Mol der aluminiumorganischen Ver- 30 106,8 g dieses Produktes wurden zusammen mit bindung) außer der Isomerisierung der bereits an 29,4 g Hepten-1 unter Rühren 12 Stunden auf 65° C das Aluminium gebundenen Alkylgruppen noch die (Innentemperatur) erhitzt. Anschließend wurde der Anlagerung eines zusätzlichen Älkylrestes an vor- Ansatz mit 300 cm³ trockenem Heptan verdünnt und handene Al-H-Bindungen erfolgt, welcher nach be- durch Einleiten von Luft unter Rühren und Kühlen endeter Reaktion ebenfalls in der primären Form 35 oxydiert. Das gebildete Aluminiumalkoholat wurde vorliegt. Es ist somit möglich, durch geeignete Wahl durch Zusatz der berechneten Menge an verdünnter der Reaktionsbedingungen mit Hilfe des erfindungs- Schwefelsäure hydrolysiert. Nach Abtrennen der gemäßen Verfahrens Dialkylaluminiumhydride oder wäßrigen Schicht wurde die Heptanlösung mit Magne-Trialkylaluminiumverbindungen mit primären Alkyl- siumsulfat getrocknet und das Heptan im Vakuum resten aus Olefinen mit nicht endständigen Doppel- 40 abdestilliert. Der Rückstand wurde der fraktionierten bindungen herzustellen. Destillation bei 15 Torr an einer 1-m-Drehband-

Die vermittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kolonne unterworfen. Es wurden nachstehende Frakaus leicht zugänglichen Ausgangsstoffen, z. B. aus tionen erhalten:
Olefingemischen der Fischer-Tropsch-Synthese oder

der katalytischen Erdölkrackung, in einfacher Weise 45 9,1 g Heptanol-1 ^

darstellbaren aluminiumorganischen Verbindungen (Kp-I₅ = 81°C; nf = 1,4238),

mit primären Alkylresten können nach verschiedenen 27,8 g see. Dodecanol

Methoden in wertvolle Produkte, z.B. in primäre (Kp.₁₅ = 132 bis 135⁰C; n²g = 1,4394).

längerkettige Alkohole, Carbonsäuren oder Alkyl-

sulfinsäuren übergeführt werden. Hierbei werden 5° Das Dodecanol bestand aus mindestens zwei versämtliche im Ausgangsgemisch vorhandenen Olefine schiedenen Isomeren,
umgesetzt, während nach dem bisherigen Verfahren
nur die «-Olefine verwertet werden konnten. Beispiel 2

In den nachfolgenden Beispielen ist verschiedentlich

die Herstellung von Alkoholen aus den Alkylalu- 55 71,7 g des nach Beispiel 1 hergestellten Aluminiumminiumverbindungen durch Oxydation mit Hilfe di-sec.-dodecylhydrids wurden zusammen mit 67,3 g von Luftsauerstoff und anschließende Hydrolyse Dodecen-6 und 100 cm³ trockenem Dekalin in einem der gebildeten Alkoholate beschrieben. Die Her- 500-cm³-Zweihalskolben unter Rückfluß und Rühren stellung der Alkohole erfolgte zwecks analytischer mit einem Magnetrührer 30 Stunden auf 170° C Bestimmung des Reaktionsgemisches, insbesondere 60 (Innentemperatur) erhitzt. Anschließend wurde die zum Zwecke der Feststellung, in welchem Umfang Reaktionsmischung ohne vorherige Isolierung der sich primäre Alkylreste gebildet haben. Es wird für gebildeten aluminiumorganischen Verbindung durch sie hier kein Schutz beansprucht. Einleiten von Sauerstoff oxydiert. Danach wurden

die flüchtigen Bestandteile im Hochvakuum bis zu

Beispiel 1 ⁶5 einer Innentemperatur von 100°C abdestilliert. Der

aus Aluminiumalkoholat bestehende Rückstand

Der nachstehend beschriebene Versuch wurde in (95,3 g) wurde mit verdünnter Schwefelsäure hydrolyeinem 2-1-Dreihalskolben durchgeführt, welcher mit siert. Der abgeschiedene Alkohol wurde mit Hilfe von

Äther abgetrennt. Die ätherische Lösung wurde getrocknet. Der nach Abdestillieren des Äthers verbleibende Rückstand wurde der fraktionierten Destillation bei 15 Torr an einer 1-m-Drehbandkolonne unterworfen. Hierbei wurden als Hauptfraktion

73,5 g Dodecanol-1

(Kp.₁₆ = 146,5⁰C; Fp. = 24⁰C;

Decen-1 («!>" = 1,4216) 12 Stunden unter Magnetrührung auf 7O⁰C (Innentemperatur) erhitzt, anschließend mit 21 Hexan verdünnt und durch Einleiten von Sauerstoff unter Rühren und Kühlen oxydiert. Zum Schluß der Oxydation wurde die Mischung unter Durchleiten von Sauerstoff 20 Minuten auf 40° C gehalten. Anschließend wurde das Hexan bei einem Druck von 12 mm Hg und einer Innentemperatur bis zu 50⁰C abdestilliert. Der 215 g wiegende Rückstand ίο wurde in Äther aufgenommen und mit der berechneten Menge verdünnter Schwefelsäure hydrolysiert. Das erhaltene Gemisch wurde dreimal mit Äther extrahiert. Die vereinigten Ätherextrakte wurden mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Nach Abdestil-

frei von a-Olefinen) wurden in einem 750-cm³-Zwei- 15 lieren des Äthers hinterblieb ein Rückstand von 194 g, halskolben unter Magnetrührung 24 Stunden am welcher mit Hilfe einer 1-m-Drehbandkolonne bei

_ny = 1,4410).

erhalten.

Beispiel 3

64,7 g Aluminiumtriisobutyl und 205,8 g Nonen-4 (Kp. 148°C; nl° = 1,4195, nach IR-Analyse praktisch

Rückfluß (etwa 160⁰C Innentemperatur) erhitzt. Danach waren in einer in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 an den Rückflußkühler angeschlossenen von —70° C gekühlten Falle 51 g Isobutylen auskondensiert. Nach dem Erkalten wurde das Reaktionsgemisch ohne Isolierung der gebildeten AIuminiumalkylverbindung durch Einleiten von Luft oxydiert. Anschließend wurde das überschüssige Nonen im Hochvakuum bis zu einer Innentemperatur von 90^p C vom Aluminiumalkoholat abdestilliert. Hierbei wurde ein Destillat erhalten, das aus 90 g Nonen-4 bestand, dessen Brechungsindex und IR-Spektrum mit dem des Ausgangsolefins übereinstimmte. Das Aluminiumalkoholat, welches ein Gewicht von 128 g aufwies, wurde mit der berechneten Menge an verdünnter Schwefelsäure hydrolysiert. Der gebildete Alkohol wurde mit Hilfe von Äther abgetrennt, die Ätherlösung mit MgSO₄ getrocknet und der Äther abdestilliert. Der erhaltene Rückstand wurde an einer 1-m-Drehbandkolonne bei 50 Torr fraktioniert destilliert. Hierbei wurden

12 Torr fraktioniert wurde. Hierbei wurden folgende Hauptfraktionen erhalten:

44 g Decanol-1

(Kip.« = 119,8°C; nf = 1,4370, OH-Zahl = 350 [berechnet 354]),

36 g Tridecanon

(Kp.„ = 136,5°C; nf = 1,4345, Carbonylzahl = 271 [berechnet 284]),

60 g sec.-Tridecanol

(Kp.₁₈ = 142 bis 145⁰C; n'g = 1,4412, OH-Zahl = 273 [berechnet 280]).

Das Tridecanon sowie das sec.-Tridecanol wurden außerdem durch IR-Analyse identifiziert.

Beispiel 5

99,5 g Nonanol-1

(Kp._5O = 132,5° C; n%° = 1,4338) erhalten.

Beispiel 4

In der gleichen Apparatur wie im Beispiel 2 wurde ein Gemisch aus 80,6 g Di-(sec.-tridecyl)-aluminiumhydrid und 125 g Tridecen-6 unter Magnetrührung 32 Stunden auf eine Innentemperatur von 170⁰C erhitzt. Anschließend wurde das überschüssige Tridecen 40 unter 10~* Torr bei einer Badtemperatur bis zu 100⁰C abdestilliert. Als Destillat wurden 86 g Tridecen-6 erhalten. Die Analysendaten stimmten mit denen des Ausgangsolefins überein. Der Rückstand, welcher ein In der gleichen Apparatur, wie im Beispiel 1 be- Gewicht von 118 g aufwies, wurde unter Magnetschrieben, jedoch unter Verwendung eines 4-1-Kolbens 45 rührung auf 70° C Innentemperatur erhitzt. Zur Abwurde ein Gemisch aus 784 g Aluminiumtriisobutyl Sättigung etwa noch vorhandener Al-H-Bindungen und 2427 g Tridecen-6 {n²g = 1,4352; Jodzahl 137; wurde etwa 1 Stunde ein langsamer Strom von Kp,₁₃ = 109°C, die Infrarotanalyse zeigte, daß es Äthylen durch die Flüssigkeit geleitet. Anschließend sich um praktisch reines innenständiges Olefin han- wurde das Produkt mit 1,51 Hexan verdünnt und delte, welches fast ausschließlich in der trans-Form 5° unter Rühren und Kühlen mit Hilfe von Sauerstoff vorlag) unter Magnetrührung 15 Stunden bei einer oxydiert. Anschließend wurde das Lösungsmittel bei von 130 auf 150⁰C ansteigenden Innentemperatur 14Torr und einer Badtemperatur bis 50⁰C abdestilunter Rückfluß erhitzt, wobei der Druck allmählich liert. Der Rückstand, welcher ein Gewicht von 131 g von 50 Torr auf 14 Torr gesenkt wurde. Nach Beendi- aufwies, wurde in der üblichen Weise hydrolysiert und gung des Erhitzens hatten sich in der Kühlfalle 657 g 55 aufgearbeitet. Es wurden 124 g Rohalkohol erhalten, Isobutylen (99 % der Theorie) kondensiert. die bei 12 Torr mit Hilfe einer 1-m-Drehbandkolonne

Aus dem farblosen Reaktionsgemisch wurde das überschüssige Tridecen-6 im Hochvakuum (10~⁴ Torr) bei einer Badtemperatur bis 100⁰C abdestilliert. Als

Destillat wurden 1005 g reines Tridecen-6, dessen 60 =1,4377; Fp. = 29° C; OH-ZaM = 280 (berechnet Analysendaten mit denen des Ausgangsolefins über- 280).
einstimmten. Als Rückstand hinterblieben 1540 g einer
farblosen hochviskosen Flüssigkeit, welche aus praktisch reinem Di-(sec.-tridecyl)-aluminiumhydrid bestand. Eine Probe dieser Verbindung lieferte bei der 65
Hydrolyse die theoretische Menge an Wasserstoff.
Der Aluminiumgehalt betrug 6,9% (berechnet 6,8%).
136,5 g dieses Produkts wurden zusammen mit 56 g

fraktioniert destilliert wurden. Hierbei wurde eine Hauptfraktion von 76 g Tridecanol-1 erhalten, welche folgende Kennzahlen aufwies: Kp.₁₂ = 156°C; n'S

Nach der Infrarotanalyse handelte es sich um reinen primären Alkohol. Es hinterblieb ein nicht destillierbarer Rückstand von 31g.

Der gleiche Versuch wurde mehrfach wiederholt, wobei die Reaktionstemperatur und die Dauer des Erhitzens variiert wurden. Die erhaltenen Ergebnisse sind der nachstehenden Tabelle zu entnehmen:

Reaktions temperatur	Reaktionszeit	Ausbeute an Tridecanol-1
0C	Stunden	ire
180	20	75,0
190	5	77,5
220	1	78,0
240	V3	63,5

Anmerkung: Bei Überschreitung einer Reaktionstemperatur von 230° C rindet in zunehmendem Maße eine Zersetzung der aluminiumorganischen Verbindung unter Abscheidung von metallischem Aluminium und Entwicklung von Wasserstoff statt. Aus diesem Grund werden oberhalb 250° C keine brauchbaren Ergebnisse mehr erhalten.

Beispiel 6

In der gleichen Apparatur wie im Beispiel 1 beschrieben, jedoch unter Verwendung eines 4-1-Kolbens wurde ein Gemisch aus 240,5 g Aluminiumdiisobutylhydrid und 950 g eines Gemisches geradkettiger innenständiger Decene («?? = 1,4273; Jodzahl = 180, nach IR-Analyse praktisch 100%iges innenständiges Decen) unter Magnetrührung bei normalem Druck 7 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Hierbei stieg die Innentemperatur von 170 auf etwa 19O⁰C an. Bei Beendigung des Erhitzens waren in der Kühlfalle 185 g Isobutylen (97% der Theorie) kondensiert.

149,2 g der erhaltenen Reaktionsmischung wurden entnommen und hiervon das überschüssige Olefin bei 10~⁴ Torr bis zu einer Badtemperatur von 90⁰C abdestilliert. Hierbei wurden als Destillat 44 g Decen erhalten. Die Analysendaten dieses Destillats stimmten mit denen des Ausgangsolefins überein. Der Rückstand, welcher ein Gewicht von 102 g aufwies, wurde mit 10 g Hepten-1 unter Magnetrührung 12 Stunden auf 70° C erhitzt. Anschließend wurde die Mischung mit 1,5 1 Heptan verdünnt und in der üblichen Weise oxydiert, hydrolysiert und aufgearbeitet. Es wurden 112 g eines Alkoholgemisches erhalten, welches mit Hilfe einer 1-m-Drehbandkolonne bei 12 Torr fraktioniert wurde. Hierbei wurden folgende Hauptfraktionen erhalten:

8 g Heptanol-1

(Kp.„ = 83,5°C; n%° = 1,4240),
75 g Decanol-1

(Kp.₁₂ = 119,5°C; ni° = 1,4370).

Beispiel 7

In der gleichen Apparatur wie im Beispiel 1 wurde ein Gemisch aus 148 g Aluminium-tri-2-Äthylhexyl und 492 g Eikosen-10 (nf = 1,4490; Hydrier-Jodzahl = 77 [berechnet 77]; Kp._lJ5 = 151° C) unter Magnetrührung bei 0,01 bis 0,05 Torr 4V₈ Stunden unter Rückfluß auf 110 bis 135° C Innentemperatur erhitzt. In der Vorlage sammelten sich 119 g 2-Äthylhexen-l (_n%o ₌ 1,4153) an.

Von dem Reaktionsprodukt, welches 521 g wog, wurden 271 g unter Magnetrührung 105 Minuten auf 22O⁰C erhitzt. Nach dem Erkalten wurden zu dem Produkt 20 g Decen-1 zwecks Absättigung etwa noch vorhandener Al-H-Bindungen hinzugefügt. Danach wurde die Mischung 12 Stunden unter Magnetrührung auf 70° C erhitzt. Das erhaltene Produkt wurde in 1,21 Hexan gelöst und in üblicher Weise mit Sauerstoff oxydiert, wobei zum Schluß 30 Minuten auf 5O⁰C erwärmt wurde. Nunmehr wurde zunächst das Lösungsmittel bei 12 Torr und einer Badtemperatur

45 bis zu 60° C entfernt. Anschließend wurde das überschüssige Olefin bei 10~⁴Torr und bei einer Badtemperatur bis zu 150° C abdestilliert. Es wurden 154 g Destillat erhalten. Der Rückstand, welcher ein Gewicht von 136 g aufwies, wurde in der üblichen Weise mit verdünnter Schwefelsäure hydrolysiert. Bei der Aufarbeitung wurden 129 g eines bei Zimmertemperatur festen Rohalkohols erhalten. Dieser wurde mit Hilfe einer 1-m-Drehbandkolonne fraktioniert, wobei zunächst ein Vakuum von 12 Torr, anschließend ein solches von 0,1 Torr zur Anwendung kam. Es wurden folgende Hauptfraktionen erhalten:

15 g Decanol-1

(Kp._u = 119,5⁰C; n%° = 1,4370),

89 g Eikosanol-1

(Kp_10n = 215 bis 218⁰C; Fp. = 72°C,
OH-Zahl = 186 [berechnet 188]).

Beispiel 8

In der gleichen Apparatur wie im Beispiel 1, jedoch unter Verwendung eines 4-1-Kolbens wurde ein Gemisch aus 77 g Aluminiumtriisobutyl und 1345 g der C₁₄-Fraktion eines durch die Fischer-Tropsch-Synthese erhaltenen Kohlenwasserstoffs 7 Stunden unter Magnetrührung bei 12 Torr und einer Temperatur, die langsam von 100 auf 110° C gesteigert wurde, erhitzt. Der Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoff wies nachstehende Kennzahlen auf: Kp.₁₂₎₅ =125 bis 126 ⁰C; Hydrier-Jodzahl = 62 (berechnet für Tetradecen 129).

Die IR-Analyse ergab einen Gehalt von 17% «-Olefin und 30% innenständigem trans-Olefin sowie geringe Mengen verzweigter und cis-Olefine.

Nach Beendigung des Erhitzens hatten sich in der Kühlfalle 62 g Isobutylen (95% der Theorie) angesammelt. Nunmehr wurden alle flüchtigen Anteile bei 10~⁴ Torr unter Magnetrührung bei einer Badtemperatur bis zu 100°C vom Reaktionsprodukt abdestilliert. Es wurden 1123g Destillat erhalten, welches nach der IR-Analyse etwa 35 % innenständiges (trans-)Tetradecen und nur noch etwa 1 % Tetradecen-1 enthielt. Der Rückstand hatte ein Gewicht von 233 g. 105 g dieses Rückstandes wurden in 1,2 1 Heptan gelöst und in der üblichen Weise mit Sauerstoff oxydiert und aufgearbeitet. Es wurden 111g eines festen kristallisierten Rohalkohols erhalten, welcher mit Hilfe einer 1-m-Drehbandkolonne bei 12 Torr fraktioniert wurde. Hierbei wurde eine Hauptfraktion von 85 g Tetradecanol-1 erhalten, welche folgende Kennzahlen aufwies: Kp.₁₂ = 167°C; Fp. = 36 bis 37°C; n*^J = 1,4380; OH-Zahl = 260 (berechnet 262).

1117g des bei dem vorstehenden Versuch erhaltenen 35% innenständiges Tetradecen enthaltenden Destillats und 103 g Aluminiumtriisobutyl wurden unter Magnetrührung 4V₂ Stunden bei 11 Torr und einer Temperatur von 127° C am Rückfluß erhitzt. Hierzu wurde die gleiche Apparatur wie im Beispiel 1 verwendet. In der gekühlten Vorlage sammelten sich hierbei 85 g Isobutylen (97 % der Theorie) an. Von der Reaktionslösung, welche ein Gesamtgewicht von 1124 g aufwies, wurden 557 g 75 Minuten lang unter Magnetrührung auf 22O⁰C erhitzt. Hierbei erfolgte eine geringfügige Verfärbung durch Ausscheidung von kolloidalem Aluminium. Die Lösung wurde auf 70°C abgekühlt. Bei dieser Temperatur wurde 1 Stunde lang Äthylen eingeleitet, um noch

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i-i

vorhandene Al-H-Bindungen abzusättigen. Danach wurde die Mischung in der üblichen Weise unter Rühren und Kühlen mit Sauerstoff oxydiert, wobei zum Schluß 30 Minuten auf 50⁰C erwärmt wurde. Von dem erhaltenen Aluminiumalkoholat wurde der Kohlenwasserstoff unter 10~⁴Torr bei einer Badtemperatur bis 130° C abdestilliert. Der Rückstand, welcher ein Gewicht von 143 g aufwies, wurde mit verdünnter Schwefelsäure in üblicher Weise hydrolysiert und aufgearbeitet. Es wurden 131 g eines festen kristallisierten Rohalkohols erhalten. Dieser wurde mit Hilfe einer 1-m-Drehbandkolonne bei

12 Torr fraktioniert destilliert. Als Hauptfraktion wurden 105 g Tetradecanol-1 erhalten. Der Alkohol wies nachstehende Kennzahlen auf: Kp.₁₂ = 167° C; Fp. = 36 bis 37°C; n"i = 1,4378, OH-Zahl = 259 (berechnet 261).

Beispiel 9

20

In der gleichen Apparatur wie im Beispiel 1, jedoch unter Verwendung eines 1-1-Kolbens wurde ein Gemisch aus 64 g Aluminiumdiisobutylhydrid und 393 g 6-n-Amylundecen-5 (Kp._J4 = 141⁰C; n%° = 1,4455, infrarotspektroskopisch identifiziert, 12 Stunden bei

13 Torr unter Rückfluß erhitzt, wobei die Innentemperatur etwa 142⁰C betrug. In der gekühlten Vorlage sammelten sich 30 g Isobutylen. Aus der Reaktionslösung (427 g) wurde bei 10~~⁴ Torr das nicht umgesetzte Olefin bei einer Badtemperatur bis 100⁰C abdestilliert. Es wurden 289 g Destillat erhalten, welches in seinen Kennzahlen mit dem Ausgangsolefin übereinstimmte. Der Rückstand betrug 136 g.

60 g dieses Rückstandes wurden mit 33 g Hepten-1 unter Magnetrührung 12 Stunden auf 7O⁰C erwärmt. Anschließend wurde der Ansatz mit 1,31 Hexan verdünnt und wie üblich mit Sauerstoff oxydiert und aufgearbeitet. Es wurden 87 g eines rohen Alkohols erhalten, der mit Hilfe einer 1-m-Drehbandkolonne bei einem Druck von 12 mm Hg fraktioniert wurde. Hierbei wurden folgende Hauptfraktionen erhalten:

27 g Heptanol-1

(Kp.₁₂ = 78°C; n%° = 1,4238),
20 g 6-n-Amylundecen-5

(Kp_-12 = 137° C; n^sS= 1,4450, IR-Spektrum übereinstimmend mit dem des Ausgangsolefins),

24 g eines Gemisches aus einem sekundären verzweigten C₁₆-Alkohol und einem verzweigten C₁₆-Keton (infrarotspektroskopisch identifiziert)

(Kp.₁₂ = 161 bis 164°C; n%° = 1,4461; Hydroxylzahl 175; Carbonylzahl 59).

55

68 g der in der ersten Stufe erhaltenen Aluminiumverbindung wurden zusammen mit 288 g 6-n-Amylundecen-5 3 Stunden unter Magnetrührung auf 200⁰C erhitzt. Anschließend wurde das überschüssige Olefin unter 10~⁴ Torr bei einer Badtemperatur bis zu 100⁰C abdestilliert. Es wurden 259 g Destillat erhalten, dessen Kennzahlen mit denen des Ausgangsolefins übereinstimmten. Der Rückstand hatte ein Gewicht von 92 g. Dieser Rückstand wurde mit 10 g Hepten-1 unter Magnetrührung 12 Stunden auf 7O⁰C erwärmt. Anschließend wurde das Gemisch mit 1,3 1 Hexan verdünnt und in der üblichen Weise oxydiert und aufgearbeitet. Es wurden 102 g Rohalkohol erhalten, die mit Hilfe einer 1-m-Drehbandkolonne bei 12 Torr fraktioniert wurden. Hierbei wurde folgende Hauptfraktion erhalten:

68 g 6-n-Amylundecanol-l

(Kp.₁₂ = 176,3°C; n%° = 1,4500;

OH-Zahl = 228 [berechnet 231]).

Beispiel 10

In der gleichen Apparatur wie im Beispiel 1 wurden HOg Aluminiumdiisobutylhydrid und 783 g eines Gemisches aus 2-Methyl-7-äthyl-nonen-3 und 2-Methyl-7-äthyl-nonen-4 (n% = 1,4328; Jodzahl = 150 [berechnet 150]; nach IR-Analyse praktisch reines innenständiges trans-Olefin) bei einer langsam von 130 auf 160° C ansteigenden Temperatur unter Magnetrührung 5 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Hierbei wurde der Druck nach Bedarf zwischen 90 und 160 Torr variiert, so daß die Mischung stets unter Rückfluß kochte. In der Kühlfalle sammelten sich 67 g Isobutylen. Aus der 826 g wiegenden Reaktionsmischung wurde das Olefin unter 10~⁴ Torr bei einer Badtemperatur bis zu etwa 6O⁰C abdestilliert. Es wurden 582 g Destillat erhalten, welches mit dem Ausgangsolefin identisch war. Der Rückstand betrug 240 g. 111g dieses Rückstandes wurden mit 52 g Hepten-1 unter Magnetrührung 15 Stunden auf 7O⁰C erhitzt. Anschließend wurde das Produkt mit 1,21 Hexan verdünnt und in der üblichen Weise oxydiert und aufgearbeitet. Es wurden 151 g Rohalkohol erhalten, welcher mit Hilfe einer 1-m-Drehbandkolonne bei 12 Torr fraktioniert wurde. Hierbei wurden erhalten:

32,5 g Heptanol-1

(ein Teil des Heptanols ging zusammen mit dem Olefin in Form eines aceotropen Gemisches über),

31 g 2-Methyl-7-äthyl-nonen-3 und -4,
15 g eines C₁₂-Ketons

(Kp.₁₂ = 102 bis 106°C; nf = 1,4325; Carbonylzahl = 289 [berechnet 304]),

32 g eines sec.-C₁₂-Alkohols

(Kp.₁₂ = 111 bis 113⁰C;
nf = 1,4403; OH-Zahl = 295 [berechnet 301]).

Das IR-Spektrum dieses Alkohols stimmte überein mit dem IR-Spektrum von 2-Methyl-7-äthyl-nonanol-4, woraus das Ausgangsolefin hergestellt worden war.

Beispiel 11

35 g Aluminium-tri-n-propyl und 295 g Heptacosen-13 (Fp. = 4O⁰C; n» = 1,442; Jodzahl = 66; nach IR-Analyse reines, innenständiges Olefin) wurden in einem 750-cm³-Kolben unter Magnetrührung bei 0,02 Torr 6 Stunden unter Rückfluß erhitzt, wobei die Temperatur der Reaktionsmischung etwa 155 ⁰C betrug. Bei Beendigung des Erhitzens waren in der Kühlfalle 27 g Propylen kondensiert. Das erhaltene Reaktionsprodukt wurde unter Magnetrührung weitere 8 Stunden bei Normaldruck auf 200⁰C erhitzt. Danach wurde das Reaktionsprodukt in 1500 cm³ wasserfreiem Xylol gelöst. In diese Lösung wurde bei 7O⁰C etwa 1 Stunde unter Rühren Äthylen geleitet. Anschließend wurde die Xylollösung in der üblichen Weise mit Sauerstoff oxydiert und hydrolysiert. Das Xylol wurde danach bei 12 Torr bis zu einer Sumpftemperatur von 15O⁰C abdestilliert. Der erhaltene

Rückstand wurde aus 700 cm³ Chloroform umkristallisiert. Es wurden 102 g Heptacosanol-1 erhalten. Das Produkt wies nachstehende Kennzahlen auf:

Schmelzpunkt 76bis78°C

OH-Zahl 135

Die IR-Analyse ergab, daß es sich um praktisch reinen primären Alkohol handelte.

Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE: 10

1. Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffverbindungen des Aluminiums durch Umsetzung von Dialkylaluminiumhydriden oder Trialkylaluminiumverbindungen,derenAlkylreste mindestens 2 KohlenwasserstofTatome enthalten, mit solchen Olefinen, deren Doppelbindung sich nicht in α-Stellung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß man die Alkylaluminiumverbindungen mit den Olefinen entweder

a) bei Temperaturen oberhalb 100⁰C in Gegenwart eines Schleppmittels und/oder unter vermindertem Druck oder

b) bei Temperaturen oberhalb 15O⁰C in Gegenwart von überschüssigem Olefin

umsetzt und die erhaltenen Reaktionsprodukte durch weiteres Erhitzen auf Temperaturen oberhalb 150⁰C in Gegenwart von Olefinen zu Verbindungen mit primären Alkylresten umlagert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsstoffe Aluminiumalkyle der allgemeinen Formel

oder

Al(CH₂-CHR₁R₂)S
HAl(CH₃ —

35

verwendet, wobei R₁ und R₂ gleiche oder verschiedene Kohlenwasserstoffreste bedeuten, die auch gemeinsam einen Ring bilden können, und wobei ferner die Alkylreste vorzugsweise 4 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsstoff Triisobutylaluminium oder Diisobutylaluminiumhydrid verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Olefine der allgemeinen Formel

als Ausgangsstoffe verwendet, wobei mindestens einer der Alkylreste R₃ und R₄ unverzweigt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die als Ausgangsstoffe verwendeten Olefine 6 bis 30 Kohlenstoffatome enthalten.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial Olefingemische verwendet, die auch a-Olefine und/ oder Paraffine enthalten können.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung des Olefins mit dem Aluminiumalkyl bei einer Temperatur zwischen 100 und 220⁰C durchführt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung des Olefins mit dem Aluminiumalkyl bei der Rückflußtemperatur eines inerten Lösungsmittels oder des als Ausgangsstoff dienenden Olefins durchführt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umlagerung der in der ersten Reaktionsstufe gebildeten Alkylaluminiumverbindung in Gegenwart eines Olefins, vorzugsweise des als Ausgangsstoff für die erste Reaktionsstufe dienenden Olefins, durchführt.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umlagerung der in der ersten Reaktionsstufe gebildeten Alkylaluminiumverbindung in Gegenwart von mehr als 1 Mol, vorzugsweise mehr als 2 Mol, Olefin pro Mol der gebildeten aluminiumorganischen Verbindung durchführt, wobei als Olefin vorzugsweise das als Ausgangsstoff für die erste Reaktionsstufe dienende Olefin verwendet wird, und so lange erhitzt, bis die im Reaktionsprodukt vorhandenen Al-H-Bindungen zu einem erheblichen Teil mit dem Olefin unter Bildung von Aluminiumtrialkylen reagiert haben.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das Reaktionsprodukt, sofern es eine Al-H-Bindung enthält, vor oder nach der Umlagerung in an sich bekannter Weise mit einem «-Olefin umsetzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 906 763;
Angewandte Chemie, Bd. 68 (1956), S. 725 und 726.

Bei der Bekanntmachung der Anmeldung ist ein Versuchsbericht (vier Seiten) ausgelegt worden.

® 309 767/430 11.63