DE1196646B - Process for the production of cyclododecanol - Google Patents
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Description
Verfahren zur Herstellung von Cyclododecanol Es ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 058 987 bekannt, daß man aus Cyclododecatrien-(l ,5,9) durch Einwirkung von organischen Persäuren oder anderen organischen Perverbindungen 1,2-Epoxycyclododecadien-(5,9) erhält, das sich zum Cyclododecanol hydrieren läßt. Während die Hydrierung im allgemeinen keine besonderen Schwierigkeiten bereitet, steht die Verwendung und Handhabung organischer Persäuren einer Ausführung der Reaktion in größerem Maßstab hindernd im Wege.Process for the production of Cyclododecanol It is from the German Auslegeschrift 1 058 987 known that cyclododecatriene (l, 5.9) can be obtained by action of organic peracids or other organic per compounds 1,2-epoxycyclododecadiene- (5,9) obtained, which can be hydrogenated to cyclododecanol. While hydrogenation in general The use and handling is more organic Peracids prevent the reaction from being carried out on a larger scale.
Es wurde nun gefunden, daß man Cyclododecanol aus Cyclododecatrien-(l,5,9) in einfacher, auch großtechnisch leicht durchführbarer Weise erhält, wenn man die Epoxydationsstufe in der Weise durchführt, daß man durch gegebenenfalls in einem Lösungsmittel gelöstes Cyclododecatrien-(1,5,9) bei einer Temperatur von 20 bis 200"C in Gegenwart von als Oxydationskatalysatoren bekannten Schwermetallkatalysatoren Sauerstoff oder solchen enthaltende Gase leitet und das erhaltene Reaktionsprodukt destilliert. It has now been found that cyclododecanol can be obtained from cyclododecatriene- (l, 5.9) in a simple manner, which can also be easily carried out on an industrial scale, if the Epoxidation stage carried out in such a way that one by optionally in one Solvent dissolved cyclododecatriene- (1,5,9) at a temperature of 20 to 200 "C in the presence of heavy metal catalysts known as oxidation catalysts Oxygen or gases containing such conducts and the reaction product obtained distilled.
Als Ausgangsstoff dient Cyclododecatrien-(1,5,9), wobei es keine wesentliche Rolle spielt, ob das eine oder andere geometrische Isomere verwendet wird. Cyclododecatriene- (1,5,9) serves as the starting material, although there is none It plays an important role whether one or the other geometric isomer is used will.
Man kann sowohl die transtranscis-Verbindung als auch die transtranstrans-Verbindung verwenden.One can use both the transtranscis connection and the transtranstrans connection use.
Als Sauerstoff enthaltendes Gas kann man reinen Sauerstoff verwenden, es wird aber in der Regel vorgezogen, mit Luft oder mit Sauerstoff-Inertgas-Gemisch zu oxydieren, in dem der Sauerstoff etwa 3 bis 30 Volumprozent ausmacht. Als Inertgas kommt neben Stickstoff vor allem Kohlendioxyd in Frage. Pure oxygen can be used as the oxygen-containing gas, however, it is usually preferred, with air or with an oxygen-inert gas mixture to oxidize, in which the oxygen makes up about 3 to 30 percent by volume. As an inert gas In addition to nitrogen, carbon dioxide is particularly suitable.
Innerhalb des angegebenen Temperaturbereiches wird die Ausführung bei 100 bis 150"C bevorzugt. The execution is within the specified temperature range at 100 to 150 "C preferred.
Das Verfahren wird üblicherweise unter Normaldruck ausgeführt. Man kann es aber auch bei erhöhtem Druck durchführen, z. B. bei 2 bis 20 at oder bei noch höherem Druck. The process is usually carried out under normal pressure. Man but it can also perform at increased pressure, e.g. B. at 2 to 20 at or at even higher pressure.
Die Ausführung unter Druck hat besonders bei Verwendung relativ flüchtiger Lösungsmittel eine Bedeutung. Als Lösungsmittel kann man z. B. niedermolekulare Fettsäuren oder Benzol verwenden. Execution under pressure has, especially when used, relatively volatile Solvents matter. The solvent can be, for. B. low molecular weight Use fatty acids or benzene.
Als Oxydationskatalysatoren können Verbindungen und Salze von den bei Oxydationsverfahren gebräuchlichen Schwermetallen wie Silber, Kupfer, Barium, Vanadin, Molybdän, Chrom, Wolfram, Mangan, Eisen, Nickel und vor allem Kobalt, wie auch die Metalle der Platingruppe verwendet werden. Besonders geeignet sind die in Cyclododecatrien-(l,5,9) löslichen Salze, wie Naphthenate, Stearate und allgemein Salze von höheren Mono- und Dicarbonsäuren. Compounds and salts of the can be used as oxidation catalysts heavy metals commonly used in oxidation processes such as silver, copper, barium, Vanadium, molybdenum, chromium, tungsten, manganese, iron, nickel and especially cobalt, such as the platinum group metals can also be used. They are particularly suitable salts soluble in cyclododecatriene (1,5,9), such as naphthenates, stearates and in general Salts of higher mono- and dicarboxylic acids.
Die verschiedenen Katalysatoren werden im allgemeinen in Mengen von 0,001 bis 10/,, bezogen auf das Cyclododecatrien-( 1,5,9), angewandt. Man kann die Oxydation jedoch auch bei höheren Konzentrationen durchführen. The various catalysts are generally used in amounts of 0.001 to 10 / ,, based on the Cyclododecatriene- (1,5,9). You can However, carry out oxidation also at higher concentrations.
Bei Verwendung löslicher Metallkatalysatoren wird das Verfahren in homogener flüssiger Phase durchgeführt. Bei Verwendung unlöslicher Katalysatoren, z. B. der Oxyde oder der Chloride der Schwermetalle, kann man den Katalysator auch fest, z. B. auf Trägern, anordnen und die Reaktionsteilnehmer im Gleich-oder Gegenstrom über diesen Katalysator führen. When using soluble metal catalysts, the process is described in homogeneous liquid phase carried out. When using insoluble catalysts, z. B. the oxides or the chlorides of heavy metals, you can also use the catalyst fixed, e.g. B. on supports, and arrange the reactants in cocurrent or countercurrent lead over this catalyst.
Die katalytische Wirkung der angeführten Schwermetallverbindungen kann durch Zusatz von Stickstoffbasen, wie Di-n-butylammoniumbromid, Piperidiniumbromid in Mengen von 0,001 bis 1,00/,, bezogen auf Cyclododecatrien-(1,5,9), gesteigert werden. The catalytic effect of the heavy metal compounds listed can by adding nitrogen bases, such as di-n-butylammonium bromide, piperidinium bromide in amounts of 0.001 to 1.00 / ,, based on cyclododecatriene (1,5,9) increased will.
Das Verfahren der katalytischen Oxydation von Cyclododecatrien-(l,5,9) wird im allgemeinen nur mit Umsätzen von 2 bis 20 0/,, vorzugsweise aber von 3 bis 100/ob durchgeführt. Dabei werden Ausbeuten an Cyclododecadienepoxyd, bezogen auf das umgesetzte Cyclododecatrien-(1,5,9), von etwa 50 bis 6501o erzielt. The process of catalytic oxidation of cyclododecatriene- (l, 5,9) is generally only with conversions of 2 to 20 0 / ,, but preferably from 3 to 100 / whether carried out. Yields of cyclododecadiene epoxide are based on the converted cyclododecatriene- (1,5,9), achieved from about 50 to 6501o.
Das Reaktionsgemisch wird zweckmäßig unter Zusatz üblicher Polymerisationsinhibitoren, wie Thiodiphenylamin, in Mengen von 0,001 bis 0,01 0/o destilliert. Dabei erhält man eine Fraktion, die aus nicht umgesetztem Cyclododecatrien-(l ,5,9) besteht, gegebenenfalls eine Fraktion Lösungsmittel sowie eine imwesentlichen aus Cyclododecadienepoxydbestehende Fraktion. Man kann dann durch Feindestillation das Cyclododecadienepoxyd in reiner Form isolieren und dann hydrieren. The reaction mixture is expediently with the addition of customary polymerization inhibitors, such as thiodiphenylamine, distilled in amounts of 0.001 to 0.01 0 / o. Receives a fraction that consists of unreacted cyclododecatriene (l, 5.9), optionally a fraction of solvent as well as a fraction consisting essentially of cyclododecadiene epoxide Fraction. The cyclododecadiene epoxide can then be obtained in pure form by fine distillation Isolate form and then hydrate.
Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, das Cyclododecadienepoxyd nicht rein zu isolieren, sondern die relativ breite Fraktion zu verwenden, die bei einfacher Destillation als Cyclododecadienepoxyd aber geht, aber noch eine Anzahl nicht näher bestimmter anderer Oxydationsprodukte enthält, unmittelbar unter üblichen Bedingungen zu hydrieren, z. B. bei Temperaturen von 100 bis 140"C und Drücken von 100 bis 200 at unter Verwendung von Katalysatoren, wie Raney-Nickel. However, it has proven advantageous to use the cyclododecadiene epoxide not just to isolate, but to use the relatively broad fraction that is used in simple distillation as cyclododecadiene epoxide works, but there are still a number of them Contains unspecified other oxidation products, immediately below the usual ones Conditions to hydrogenate, e.g. B. at temperatures of 100 to 140 "C and pressures of 100 to 200 at using catalysts such as Raney nickel.
Im Vergleich zu dem aus der deutschen Auslegeschrift 1 will 177 bekannten Verfahren, bei dem Cyclododecatrien zuerst zum Cyclododecan hydriert und anschließend zu einem Gemisch von Cyclododecanon und Cyclododecanol oxydiert wird, das nachfolgend getrennt werden muß, läßt sich das neue Verfahren mit weniger Verfahrensstufen und mit einer günstigeren Wasserstoffausbeute ausführen. Compared to what is known from German Auslegeschrift 1, 177 will Process in which cyclododecatriene is first hydrogenated to cyclododecane and then hydrogenated is oxidized to a mixture of cyclododecanone and cyclododecanol, the following must be separated, the new process can be with fewer process steps and run with a more favorable hydrogen yield.
Beispiel 1 In einem 700 mm langen, elektrisch beheizten Glasrohr, das einen Durchmesser von 35 mm hat, wird durch 500 g Cyclododecatrien-(l ,5,9), in dem 0,05 g Silberstearat gelöst ist, bei 130"C 1/2 Stunde ein Luftstrom von 35 1/Stunde geleitet. Dann wird das Reaktionsgemisch bei einem Druck von 0,5 Torr destilliert. Example 1 In a 700 mm long, electrically heated glass tube, which has a diameter of 35 mm, is replaced by 500 g of cyclododecatriene (l, 5.9), in which 0.05 g of silver stearate is dissolved, at 130 "C for 1/2 hour an air flow of 35 1 / hour headed. Then the reaction mixture is distilled at a pressure of 0.5 torr.
Man erhält 456 g nicht umgesetztes Cyclododecatrien-(l 5,9) und bei 100 bis 120"C eine Fraktion, die im wesentlichen aus Cyclododecadienepoxyd besteht.456 g of unreacted cyclododecatriene (l 5.9) and with are obtained 100 to 120 "C a fraction which consists essentially of cyclododecadiene epoxide.
Diese Fraktion wird in 80 ml Äthanol gelöst und unter einem Wasserstoffdruck von 200 atü in einem Autoklav bei 120"C in Gegenwart von 5 g Raney-Nickel hydriert. Aus dem Hydriergemisch werden bei der Destillation 25 g Cyclododecanol erhalten, entsprechend 50,1 0/0 der Theorie, bezogen auf eingesetztes Cyclododecatrien-(1,5,9). This fraction is dissolved in 80 ml of ethanol and placed under hydrogen pressure hydrogenated from 200 atmospheres in an autoclave at 120 "C in the presence of 5 g of Raney nickel. 25 g of cyclododecanol are obtained from the hydrogenation mixture in the distillation, corresponding to 50.1% of theory, based on the cyclododecatriene (1,5,9) used.
Beispiel 2 In einem 2-l-Dreihalskolben, versehen mit Rührwerk und Rückflußkühler, wird unter ständiger Durch- mischung durch 1500 g Cyclododecatrien-(l ,5,9), in dem 0,05 g Kobaltäthylhexanat gelöst, ist bei 130"C 1/2 Stunde ein Luftstrom von 30 1/Stunde fein verteilt geleitet. Das so erhaltene Reaktionsgemisch wird destilliert. Man erhält bei 85 bis 110°C und 0,3 Torr 25 g einer Fraktion, die im wesentlichen aus Cyclododecadienepoxyd besteht. Sie wird anschließend wie im Beispiel 1 hydriert. Man erhält 23 g Cyclododecanol. Die Ausbeute, bezogen auf umgesetztes Cyclododecatrien, beträgt 620/o der Theorie. Example 2 In a 2 l three-necked flask equipped with a stirrer and Reflux condenser, is under constant flow Mixture with 1500 g of cyclododecatriene (l , 5.9), in which 0.05 g of cobalt ethyl hexanate is dissolved, is a stream of air at 130 "C for 1/2 hour of 30 1 / hour finely divided. The reaction mixture thus obtained is distilled. At 85 ° to 110 ° C. and 0.3 Torr, 25 g of a fraction are obtained which essentially consists of cyclododecadiene epoxide. It is then hydrogenated as in Example 1. 23 g of cyclododecanol are obtained. The yield, based on converted cyclododecatriene, is 620 / o of theory.
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