DE1277233B - Process for the production of alcohols or amino alcohols - Google Patents
Process for the production of alcohols or amino alcoholsInfo
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14. November 1963November 14, 1963
12. September 1968September 12, 1968
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, nach dem Lactone oder Lactame durch Umsetzung mit Wasserstoff bei erhöhter Temperatur und bei Normaldruck zu den entsprechenden Alkoholen oder Aminoalkoholen hydriert werden.The invention relates to a process by which lactones or lactams are reacted with Hydrogen at elevated temperature and at normal pressure to the corresponding alcohols or Amino alcohols are hydrogenated.
Die Herstellung von mehrwertigen Alkoholen durch Hydrierung von entsprechenden Sauerstoff-Ringverbindungen oder auch von Estern von Carbonsäuren oder Dicarbonsäuren ist aus zahlreichen Druckschriften bekannt. Es sind hierfür bereits die verschiedenartigsten Katalysatorsysteme vorgeschlagen worden. Ein Beispiel hierfür sind übliche Kupferchromitkatalysatoren. The production of polyhydric alcohols by hydrogenation of corresponding oxygen ring compounds or of esters of carboxylic acids or dicarboxylic acids is known from numerous publications. There are already the A wide variety of catalyst systems have been proposed. Typical copper chromite catalysts are an example of this.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Feststellung zugrunde, daß mit einem ganz bestimmten Katalysator auf Kupferchromitbasis verbesserte Ergebnisse bei der Hydrierreaktion erhalten werden können.The present invention is based on the finding that with a very specific catalyst improved results in the hydrogenation reaction can be obtained on the basis of copper chromite.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Gewinnung von Alkoholen oder Aminoalkoholen durch Hydrierung von Estern, Lactonen oder Lactamen mit Wasserstoff bei erhöhten Temperaturen und Drücken in Gegenwart von Hydrierkatalysatoren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Katalysator eingesetzt wird, der mit Barium versetztes Kupferchromit auf einem inaktiven Aluminiumoxydträger enthält.The invention accordingly relates to a process for the production of alcohols or Amino alcohols by hydrogenation of esters, lactones or lactams with hydrogen at increased Temperatures and pressures in the presence of hydrogenation catalysts, which is characterized by that a catalyst is used, the barium-added copper chromite on an inactive aluminum oxide carrier contains.
Die speziellen Katalysatoren der Erfindung sind sehr wirksam. So können z. B. mit Kupferchromit, das mit Bariumoxyd stabilisiert ist, Umsätze von 80% oder mehr erzielt werden. Die Katalysatoren sind nicht nur vorteilhaft für die Hydrierung der genannten cyclischen Verbindungen, sondern auch für die Hydrierung von acyclischen Estern zur Herstellung der Alkohole, die der Säurekomponente des Esters entsprechen. Die gleichzeitig gebildeten Aikohole entsprechen der Alkoholkomponente des Esters. Die erfindungsgemäßen Katalysatoren wurden bisher niemals für diese Reaktion vorgeschlagen.The particular catalysts of the invention are very effective. So z. B. with copper chromite, stabilized with barium oxide, conversions of 80% or more can be achieved. The catalysts are advantageous not only for the hydrogenation of the cyclic compounds mentioned, but also for the hydrogenation of acyclic esters to produce the alcohols that make up the acid component of the Esters correspond. The alcohols formed at the same time correspond to the alcohol component of the ester. The catalysts of the invention have never been proposed for this reaction to date.
Der Acylanteil der zu hydrierenden Verbindungen kann von einer ein- oder mehrwertigen aliphatischen
gesättigten Säure mit 12 oder weniger Kohlenstoffatomen abgeleitet sein. In den acyclischen Estern
kann die Alkoholkomponente von einem ein- oder mehrwertigen aliphatischen Alkohol abgeleitet sein,
der die gleiche oder eine andere Zahl von Kohlen-Stoffatomen enthält als der Acylanteil des Moleküls,
z. B. 1,6-Hexandiol, n-Hexanol, Cyclohexanol,
1,4-Butandiol, n-Octanol od. dgl. Geeignet sind Lactone
oder Lactame mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit wenigstens 4 Kohlenstoffatomen,
ζ. B. Butyrolacton, y-Valerolacton, ε-Caprolacton
und ε-Caprolactam. Der Lactonring kann gegebenen-Verfahren
zur Herstellung von Alkoholen oder
AminoalkoholenThe acyl portion of the compounds to be hydrogenated can be derived from a mono- or polybasic aliphatic saturated acid having 12 or fewer carbon atoms. In the acyclic esters, the alcohol component can be derived from a mono- or polyhydric aliphatic alcohol which contains the same or a different number of carbon atoms than the acyl portion of the molecule, e.g. B. 1,6-hexanediol, n-hexanol, cyclohexanol, 1,4-butanediol, n-octanol or the like. Suitable are lactones or lactams with up to 8 carbon atoms, preferably with at least 4 carbon atoms, ζ. B. butyrolactone, y-valerolactone, ε-caprolactone and ε-caprolactam. The lactone ring can be given processes for the production of alcohols or
Amino alcohols
Anmelder:Applicant:
Celanese Corporation of America,Celanese Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)New York, N.Y. (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald
und Dr.-Ing. Th. Meyer, Patentanwälte,
5000 Köln 1, DeichmannhausDr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald
and Dr.-Ing. Th. Meyer, patent attorneys,
5000 Cologne 1, Deichmannhaus
Als Erfinder benannt:
Coy Huborn Hood,
Hopkins Wade Tatum,
Clarkwood, Tex. (V. St. A.)Named as inventor:
Coy Huborn Hood,
Hopkins Wade Tatum,
Clarkwood, Tex. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. November 1962
(238 277)Claimed priority:
V. St. v. America November 16, 1962
(238 277)
falls Substituenten enthalten, die keinen Wasserstoff aufnehmen. Die Erfindung umfaßt die Hydrierung von Estern mit Hydroxylgruppen am Acylanteil des Moleküls, z. B. 1,6-Hexandiol, Mono- oder di-(oxycaproat), und Aminoester, z. B. Hexyl-(6-amino)-caproat. if they contain substituents that do not take up hydrogen. The invention includes hydrogenation of esters with hydroxyl groups on the acyl portion of the molecule, e.g. B. 1,6-hexanediol, mono- or di- (oxycaproate), and amino esters, e.g. B. Hexyl (6-amino) caproate.
Das Verfahren wird durchgeführt, indem die zu hydrierenden Verbindungen und Wasserstoff in einen Reaktor eingeführt werden, der bei erhöhter Temperatur, z. B. 200 bis 350° C, vorzugsweise 250 bis 290° C, und bei Überdruck, z. B. 70 bis 840 atü, vorzugsweise 260 bis 350 atü, gehalten wird. Die Katalysatoren auf Basis von Kupferchromit werden auf inaktivem Aluminiumoxyd als Träger aufgebracht, wobei als Aluminiumoxyd vorzugsweise ein zwischen etwa 1000° C und dem Schmelzpunkt des Aluminiumoxyds calciniertes Aluminiumoxydhydrat verwendet wird. Die Hydrierung kann mit oder ohne Lösungsmittel kann mit der zu hydrierenden Verbinsungsmittel sind Dioxan, Butanol und Äthanol. Das Lösungsmittel kann mit der zu hydrierenden Verbindung gemischt werden, z. B. bei 100 bis 150° C, worauf das Gemisch in einem geschlossenen Gefäß beispielsweise auf 190° C erhitzt und dann in den Hydrierreaktor eingeführt wird. Das Verhältnis von Lösungsmittel zu Ester kann beispielsweise 1:4 bisThe process is carried out by combining the compounds to be hydrogenated and hydrogen in one Reactor are introduced which is operated at an elevated temperature, e.g. B. 200 to 350 ° C, preferably 250 to 290 ° C, and at overpressure, e.g. B. 70 to 840 atmospheres, preferably 260 to 350 atmospheres, is held. the Catalysts based on copper chromite are applied to inactive aluminum oxide as a carrier, where the aluminum oxide is preferably between about 1000 ° C and the melting point of the Alumina calcined alumina hydrate is used. The hydrogenation can be with or without Solvents that can be used with the connecting agents to be hydrogenated are dioxane, butanol and ethanol. That Solvent can be mixed with the compound to be hydrogenated, e.g. B. at 100 to 150 ° C, whereupon the mixture is heated in a closed vessel, for example to 190 ° C and then in the Hydrogenation reactor is introduced. The ratio of solvent to ester can, for example, from 1: 4 to
809 600/577809 600/577
2:1 betragen und liegt vorzugsweise bei etwa 1:1. Bei diesen Vorwärmtemperaturen wird ohne Rücksicht darauf, ob ein Lösungsmittel verwendet wird oder nicht, die Reaktionsmasse durch die Reaktionswärme gewöhnlich auf eine Temperatur bis zu etwa 245 bis 250° C gebracht, während der für die Hydrierung erforderliche Druck durch den zugeführten Wasserstoff erzeugt wird.2: 1 and is preferably about 1: 1. These preheat temperatures are used regardless of whether a solvent is used or not, the reaction mass is usually raised to a temperature up to about by the heat of reaction Brought 245 to 250 ° C, while the pressure required for the hydrogenation by the feed Hydrogen is generated.
Die Hydrierreaktion kann in einem fest angeordneten, überfluteten Katalysatorbett, einem suspendierten Katalysatorbett oder einem Rieselbett durchgeführt werden. Bei einem fest angeordneten, überfluteten Katalysatorbett liegen die Katalysatorteilchen in granulierter Form oder anderer, verhältnismäßig großer Form vor, während die zu hydrierende Verbindung und ein etwa verwendetes Lösungsmittel eine kontinuierliche Flüssigphase bilden, die den Katalysator vollständig überflutet. Bei einem fest angeordneten Rieselbett sind die Katalysatorteilchen im allgemeinen granuliert und verhältnismäßig fest angeordnet, während die zu hydrierende Verbindung und ein etwa verwendetes Lösungsmittel von oben dem Bett zugeführt werden und eine verhältnismäßig disperse Phase bilden. Ein suspendiertes Katalysatorbett besteht aus pulverförmigem Katalysator einer Teilchengröße von beispielsweise etwa 60 μ oder weniger, der in der Flüssigphase suspendiert ist. Die Zuführung der Flüssigkeit erfolgt gewöhnlich beim Suspensionsbett von unten, beim Rieselbett von oben und beim überfluteten Katalysatorbett von oben oder unten, wobei das letztere bevorzugt wird. In jedem Fall wird die Gasphase von unten in das Katalysatorbett eingeführt.The hydrogenation reaction can be carried out in a fixed, flooded catalyst bed, or a suspended one Catalyst bed or a trickle bed can be carried out. At a fixed, flooded In the catalyst bed, the catalyst particles are in granular or otherwise proportionate form large form, while the compound to be hydrogenated and any solvent used a Form a continuous liquid phase that completely floods the catalyst. With a firmly arranged The catalyst particles are generally granulated and arranged relatively firmly in a trickle bed, while the compound to be hydrogenated and any solvent used from above the Bed are fed and form a relatively disperse phase. A suspended catalyst bed consists of powdered catalyst with a particle size of, for example, about 60 μ or less that is suspended in the liquid phase. The liquid is usually supplied at the Suspension bed from below, with trickle bed from above and with flooded catalyst bed from above or below, the latter being preferred. In any case, the gas phase enters the catalyst bed from below introduced.
Bei Verwendung von Hydrierkatalysatoren auf Kupferbasis kann eine Lebensdauer des Katalysators ereicht werden, die mehr als 100 kg, z. B. 200 kg Hydrierprodukt pro kh Katalysator entspricht.When using hydrogenation catalysts based on copper, a service life of the catalyst be reached that are more than 100 kg, e.g. B. corresponds to 200 kg of hydrogenation product per kh of catalyst.
In dem folgenden Beispiel beziehen sich die Mengenangaben auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben. In the following example, the quantities given are based on weight, unless otherwise stated.
Ein Gemisch von Estern, das bei der Veresterung von Säuren aus der partiellen Oxydation von Cyclohexan mit 1,6-Hexandiol erhalten worden war, wird bei 300° C und etwa 280 atü über einen Kupfer-Barium-Chromit-Katalysator auf Vs" oder 1A" Aluminiumoxyd geleitet. Der Katalysator liegt dabei in einem. Rieselbettreaktor vor, in den das Estergemisch mit einer Geschwindigkeit von 6,0 lbs/Std/ft3 geleitet wird. Der Katalysator ist dabei in an sich bekannter Weise hergestellt worden^ wobei der Träger mit einer 30gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung der Nitrate oder Acetate der Metalle in den erforderlichen Ver-A mixture of esters, which was obtained from the partial oxidation of cyclohexane with 1,6-hexanediol in the esterification of acids, is set to Vs "or 1 at 300 ° C. and about 280 atm. Over a copper-barium-chromite catalyst A "aluminum oxide headed. The catalyst lies in one. Trickle bed reactor, into which the ester mixture is passed at a rate of 6.0 lbs / hr / ft 3 . The catalyst has been produced in a manner known per se, the support being mixed with a 30 weight percent aqueous solution of the nitrates or acetates of the metals in the required proportions
ao hältnissen imprägniert und dann die Metalle in der Form ihrer Hydroxyde durch Eintauchen des imprägnierten Trägers in wäßrige Natriumhydroxydlösung ausgefällt werden. Nachdem der Träger praktisch von Natriumsalzen und seinem Alkaligehalt freigewaschen ist, wird er getrocknet. Die Hydroxyde werden dann zu den Oxyden calciniert, indem der behandelte Katalysator für 4 bis 6 Stunden bei 5000C gehalten wird. Wenn eine höhere Beladung des Trägers mit den Metallen gewünscht wird, kann diese Imprägnierbehandlung wiederholt. werden. Maximale Mengen von 5 Gewichtsprozent sind jedoch bevorzugt, da höhere Mengen zur Erosion des eingesetzten Metalls führen. Der Katalysator wird dann zum Einsatz langsam mit Wasserstoff im Reaktorao conditions and then the metals are precipitated in the form of their hydroxides by immersing the impregnated carrier in aqueous sodium hydroxide solution. After the carrier has been practically washed free of sodium salts and its alkali content, it is dried. The hydroxides are then calcined to the oxides by the catalyst treated is maintained for 4 to 6 hours at 500 0 C. If a higher loading of the carrier with the metals is desired, this impregnation treatment can be repeated. will. Maximum amounts of 5 percent by weight are preferred, however, since higher amounts lead to erosion of the metal used. The catalyst is then used slowly with hydrogen in the reactor
erhitzt. -heated. -
Cr2O3 Ialysator mixture
Cr 2 O 3 I.
ter Esterconverted
ter ester
leichter
AnteilEnd product
easier
proportion of
In einem weiteren Reihenversuch wird ein entsprechender Katalysator auf inertem Aluminiumoxyd eingesetzt. Bei gleichem Ausgangsmaterial werden 86 % Umwandlung mit nur 2,2 % leichteri Anteilen und einem zu vernachlässigenden Wasserbetrag erhalten, während die Verwendung von aktivem Aluminiumoxyd nur zu einer Umwandlung von 18% mit nicht weniger als 39 % leichten Anteilen führt.In a further series test, a corresponding catalyst is used on inert aluminum oxide used. With the same starting material, 86% conversion is achieved with only 2.2% lighter proportions and a negligible amount of water obtained while using active alumina only results in a conversion of 18% with no less than 39% light proportions.
Claims (2)
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1034165,
1023 750, 1008273;Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1034165,
1023 750, 1008273;
Angewandte Chemie, 67 (1955), S. 321;
Kunststoff Rundschau, 1958, S. 340, 341.U.S. Patent Nos. 2,686,817, 2,750,429;
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