DE1290142B - Process for the preparation of a mixture of ª ‡, ª ‡ '-Bis- (di-tert.-butylperoxy) -1, 3-diisopropylbenzene and ª ‡, ª ‡' -Bis- (di-tert.-butylperoxy) -1, 4-diisopropylbenzene - Google Patents
Process for the preparation of a mixture of ª ‡, ª ‡ '-Bis- (di-tert.-butylperoxy) -1, 3-diisopropylbenzene and ª ‡, ª ‡' -Bis- (di-tert.-butylperoxy) -1, 4-diisopropylbenzeneInfo
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- DE1290142B DE1290142B DE1965M0067223 DEM0067223A DE1290142B DE 1290142 B DE1290142 B DE 1290142B DE 1965M0067223 DE1965M0067223 DE 1965M0067223 DE M0067223 A DEM0067223 A DE M0067223A DE 1290142 B DE1290142 B DE 1290142B
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Description
man zur Herstellung von Diperoxyden der allgemeinen Formelone for the preparation of diperoxides of the general formula
R1-C-O-O-C-A-C-O-O-C-R1 R 1 -COOCACOOCR 1
•ι ι ■ ι ι• ι ι ■ ι ι
3 **53 ** 5
R7 R 7
R3 (I)R 3 (I)
in welcher die Gruppen R> bis R7 niedere Alkylreste sind, deren Wasserstoffatome zum Teil durch Halogenatome substituiert sein können, die Gruppe Ri einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt,in which the groups R> to R7 are lower alkyl radicals are, the hydrogen atoms of which can be partially substituted by halogen atoms, the group Ri one Represents an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms,
Die deutsche Patentschrift 1 228 259 schlägt ein laugen gehen die wertvollen und relativ teuren Verfahren zur Herstellung von organischen Diper- Substanzen Eisessig und Perchlorsäure verloren, oxyden durch Umsetzung eines organischen Hydro- weil ihre Rückgewinnung unwirtschaftlich wird, peroxyds mit einem tertiären Alkohol in Anwesen- Da ferner die Diperoxydkristalle mit dem in Wasser heit eines sauren Kondensationsmittels vor, bei dem 5 unlöslichen di-tertiären Butylperoxyd gemischt bleiben, ist ein weiterer Arbeitsgang erforderlich, um das letztere zu entfernen und das Diperoxyd zu reinigen. Normalerweise löst man zu diesem Zweck den festen Rückstand in Methanol, aus dem sich ίο bei Abkühlung die reinen Diperoxydkristalle abscheiden. Diese Arbeitsweise ist aber ziemlich umständlich. German Patent 1,228,259 suggests that the valuable and relatively expensive processes for the production of organic diper substances glacial acetic acid and perchloric acid are lost, oxides by converting an organic hydro- because their recovery is uneconomical, peroxides with a tertiary alcohol in the presence In addition, the diperoxide crystals are mixed with an acidic condensation agent in water, in which 5 insoluble di-tertiary butyl peroxide remain mixed, a further operation is necessary in order to remove the latter and to purify the diperoxide. Normally, for this purpose, the solid residue is dissolved in methanol, from which the pure diperoxide crystals separate out on cooling. But this way of working is quite cumbersome.
Gegenstand der Erfindung ist ein einfaches und wirksames Verfahren zur Herstellung eines Gemisches von a,a'-Bis-(di-tert.-butylperoxy)-l,3-diisopropylbenzol und a,a - Bis - (di - tert. - butylperoxy)-1,4-diisopropylbenzol. Die Herstellung gerade eines • solchen Gemisches, das beispielsweise 60 bis 70%, vorzugsweise 65%, des m-Isomeren und 40 bis 30%,The invention relates to a simple and effective process for the preparation of a mixture of a, a'-bis- (di-tert-butylperoxy) -l, 3-diisopropylbenzene and a, a -bis- (di-tert-butylperoxy) -1,4-diisopropylbenzene. The production of just such a mixture that, for example, 60 to 70%, preferably 65%, of the m-isomer and 40 to 30%,
dessen Wasserstoffatome teilweise durch Halogen- 2o vorzugsweise 35%, des p-Isomeren enthält, stellt einen atome substituiert sein können, oder einen aro- bemerkenswerten technischen und wirtschaftlichen" matischen Rest bedeutet, der 6 bis 20 Kohlenstoff- Vorteil hinsichtlich des bisherigen Arbeitsganges atome enthalten kann und dessen Wasserstoffatome dar, der der eigentlichen Kondensation zwischen ebenfalls durch Alkyl-, Aryl-, Cycloalkylgruppen dem Hydroperoxyd und dem tertiären Alkohol oder Halogenatome substituiert sein können, und 25 vorausgeht.whose hydrogen atoms partially by halogen 2 o preferably 35%, contains of the p-isomer, represents an atom can be substituted, or an aromatic technical and economic "matic radical means 6 to 20 carbon atoms advantage compared to the previous operation and the hydrogen atoms thereof, which precedes the actual condensation between the hydroperoxide and the tertiary alcohol or halogen atoms, likewise substituted by alkyl, aryl, cycloalkyl groups, and precedes.
A einen Phenylen-, Diphenylen-, Naphthylen-, An- Diese Vorstufen bestehen aus der AlkylierungA a phenylene, diphenylene, naphthylene, an These precursors consist of the alkylation
thracenylen-, Diphenylenbenzol- oder Tetrahydro- von Benzol mit Propylen (wobei bekanntlich ein naphthylenrest, der durch zwei Alkylgruppen sub- - Gemisch von m- und p-Diisopropylbenzolen im stituiert sein kann, darstellt, bei einer Temperatur Verhältnis von etwa 65 : 35 gebildet wird), der zwischen 0 und 1200C, zweckmäßig unter Rühren, 30 Oxydation dieses Produkts zu den entsprechenden ein Hydroperoxyd der Formel Hydroperoxyden und der abschließenden Reduktionthracenylene-, diphenylenbenzene- or tetrahydro- of benzene with propylene (which is known to be a naphthylene radical, which can be substituted by two alkyl groups sub- - a mixture of m- and p-diisopropylbenzenes in the, is formed at a temperature ratio of about 65:35 is), between 0 and 120 0 C, expediently with stirring, 30 oxidation of this product to the corresponding a hydroperoxide of the formula hydroperoxides and the final reduction
zu den jeweiligen Dialkoholen. Durch Verwendungto the respective dialcohols. By using
R2 des Gemisches der beiden m- und p-Isomeren alsR 2 of the mixture of the two m- and p-isomers as
Ausgangsmaterial beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die Rektifizierung der Isomeren überflüssig. Erfindungsgemäß werden diese Nachteile bei der Herstellung von a,a'-Bis-(di-tert.-butylperoxy)-l,3-diisopropylbenzol und «,a'-Bis-(di-tert.-butylperoxy)-1,4-diisopropylbenzol durch Umsetzung von tertiärem Butylhydroperoxyd mit den α,α'-Dioxydiisopropylbenzolen durch ein Verfahren vermieden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Kondensation in Gegenwart von di-tertiärem Butylperoxyd als Lösungsmittel und von Schwefelsäure als Katalysator durchführt, das Lösungsmittel anschließend kontinuierlich im Gegenstrom mit Wasserdampf ab-The rectification of the isomers is superfluous as the starting material in the process according to the invention. According to the invention, these disadvantages become apparent in the preparation of a, a'-bis (di-tert-butylperoxy) -l, 3-diisopropylbenzene and «, a'-bis (di-tert-butylperoxy) -1,4-diisopropylbenzene by reacting tertiary butyl hydroperoxide with the α, α'-dioxydiisopropylbenzenes avoided by a process which is characterized in that the condensation in Presence of di-tertiary butyl peroxide as solvent and sulfuric acid as catalyst carries out, the solvent is then continuously removed in countercurrent with steam.
OOHOOH
(Π)(Π)
in der R1, R2 und R3 die zuvor genannte Bedeutung haben und ein Carbinol der allgemeinen Formelin which R 1 , R 2 and R 3 have the aforementioned meaning and a carbinol of the general formula
OH —C—A —C —OHOH-C-A-C-OH
(III)(III)
R7 R 7
streift und das reine Gemisch der m- und p-Isomeren des Diperoxyds durch Kristallisation oder eine andere Aufarbeitungsmethode gewinnt.grazes and the pure mixture of the m- and p-isomers of the diperoxide by crystallization or a other processing method wins.
Das di-tertiäre Butylperoxyd ist in handelsüblichem tertiärem Butylhydroperoxyd in Mengen von etwa 25% enthalten und kann als Lösungsmittel mit gutem Erfolg eingesetzt werden. Man kann es in reinem Zustand oder als Komponente des handels-The di-tertiary butyl peroxide is available in commercial tertiary butyl hydroperoxide in quantities of about 25% and can be used as a solvent with good success. You can in the pure state or as a component of the commercial
in der R4 bis R7 und A die zuvor genannte Bedeutung haben, in einer starken organischen Säure löst oder suspendiert und ein saures Kondensationsmittel der Lösung oder Suspension zusetzt, wobei mindestens 2 Mol Hydroperoxyd (II) je Mol Carbinol (III) vorhanden sein müssen.in which R4 to R7 and A have the aforementioned meaning, dissolves in a strong organic acid or suspended and an acidic condensing agent added to the solution or suspension, with at least 2 moles of hydroperoxide (II) per mole of carbinol (III) must be present.
Zum Beispiel wird die KondensationsreaktionFor example, the condensation reaction
zwischen tertiärem Butylhydroperoxyd und α,α'-Di- 55 üblichen tertiären Butylhydroperoxyds verwenden. oxy-1,4-diisopropylbenzol unter Bildung von α,α'-Bis- Das gebildete Diperoxyd ist in di-tertiärem Butyl-between tertiary butyl hydroperoxide and α, α'-di- 55 conventional tertiary butyl hydroperoxide. oxy-1,4-diisopropylbenzene with formation of α, α'-bis- The diperoxide formed is in di-tertiary butyl-
(di-tert.-butylperoxy)-l,4-diisopropylbenzol in Eis- peroxyd gelöst, was dazu beiträgt, es gegen Abbau essig und in Gegenwart von Perchlorsäure als durch Säure zu schützen. Das Gemisch wird mit Katalysator durchgeführt. Ein Teil des in dieser Wasser verdünnt, wobei zwei Schichten gebildet Weise gebildeten Diperoxyds fällt aus und wird in 60 werden: die obere Schicht, die das Diperoxyd in kristalliner Form abgetrennt. Ein Teil bleibt jedoch di-tertiäres Butylperoxyd gelöst enthält, und die(Di-tert-butylperoxy) -l, 4-diisopropylbenzene dissolved in ice peroxide, which helps it against degradation vinegar and in the presence of perchloric acid than to protect by acid. The mixture is with Catalyst carried out. Part of the diluted in this water, whereby two layers are formed The diperoxide formed in this way precipitates and will be in 60: the upper layer, which the diperoxide in separated crystalline form. A part, however, remains dissolved and contains di-tertiary butyl peroxide
untere wäßrige Schicht, die H2SO4 enthält, während das überschüssige Hydroperoxyd auf die beiden Phasen aufgeteilt ist. Die untere Schicht wird entfernt, während die obere organische Schicht durch eine mit Raschigringen gefüllte Kolonne im Gegenstrom zu Wasserdampf von 100"C rieselt, wobei der Wasserdampf das di-tertiäre Butylperoxyd mit-lower aqueous layer, which contains H2SO4, while the excess hydroperoxide is divided between the two phases. The lower layer is removed, while the upper organic layer through a column filled with Raschig rings in countercurrent to water vapor of 100 "C trickles, whereby the steam the di-tertiary butyl peroxide with-
infolge der Wirkung von di-tertiärem Butylperoxyd, das stets meist in Mengen von etwa 25% im handelsüblichen tertiären Butylhydroperoxyd vorhanden ist, in Lösung.as a result of the action of di-tertiary butyl peroxide, which is always usually in amounts of around 25% in the commercially available tertiary butyl hydroperoxide is present in solution.
Man muß, wenn man die Abtrennung des Diperoxyds erleichtern will, das Gemisch vor dem Filtrieren mit Wasser verdünnen. In verdünnten Mutter-If you want to facilitate the separation of the diperoxide, you have to filter the mixture dilute with water. In diluted maternal
nimmt, das anschließend ohne irgendeine Reinigung im Kreislauf geführt wird. Das Diperoxyd wird
hierbei in reiner Form erhalten.
Dieses neue Verfahren hat die folgenden Vorteile:which is then recycled without any purification. The diperoxide is obtained in pure form.
This new method has the following advantages:
a) Verwendung von di-tertiärem Butylperoxyd an Stelle von Eisessig. Im Gegensatz zur als Lösungsmittel früher verwendeten Essigsäure läßt sich di-tertiäres Butylperoxyd leicht zurückgewinnen und als Lösungsmittel in die Kondensationsstufe zurückführen.a) Use of di-tertiary butyl peroxide instead of glacial acetic acid. In contrast to the as Acetic acid used as a solvent, di-tertiary butyl peroxide can easily be recovered and recirculate it as a solvent to the condensation stage.
b) Die Möglichkeit einer kontinuierlichen Abscheidung und Reinigung des Diperoxyds.b) The possibility of continuous separation and purification of the diperoxide.
c) Die Möglichkeit der Reinigung des Isomerengemisches aus m- und p-a,a'-Bis-(di-tert.-butylperoxyd)-diisopropylbenzol ohne Produktverluste, wobei das ursprüngliche prozentuale Verhältnis unverändert bleibt. (In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß das m-Isomere in Methanol viel leichter löslich ist als das p-Isomere. Eine Reinigung in Methanol würde daher nicht nur zu unbefriedigenden Ausbeuten an m-Isomeren führen, sondern auch das 65 : 35-Verhältnis der beiden isomeren Formen zugunsten des p-Isomeren verändern.)c) The possibility of purifying the isomer mixture from m- and p-a, a'-bis- (di-tert-butylperoxide) -diisopropylbenzene without product loss, with the original percentage remaining unchanged. (In this context note that the m-isomer is much more soluble in methanol than the p-isomer. Purification in methanol would therefore not only be unsatisfactory Yields of m-isomers lead, but also the 65:35 ratio of the two isomers Change shapes in favor of the p-isomer.)
d) Die größere Einfachheit und Wirtschaftlichkeit in der Reaktionsführung, bei der eine Stufe weniger für die Reinigung des Diperoxyds erforderlich ist, da das Diperoxyd unmittelbar aus der Lösung in di-tertiäres Butylperoxyd durch die Einwirkung des im Gegenstrom geführten Wasserdampfes abgetrennt wird.d) The greater simplicity and economy in the conduct of the reaction, in which a stage less is required for cleaning the diperoxide, since the diperoxide is immediate from the solution in di-tertiary butyl peroxide by the action of the countercurrent Water vapor is separated.
e) Die Verwendung der billigeren Schwefelsäure an Stelle von Perchlorsäure als Katalysator.e) The use of the cheaper sulfuric acid instead of perchloric acid as a catalyst.
Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird ferner die Kontaktzeit des a,a'-Bis-(di-tert.-butylperoxy)-diisopropylbenzols und des di-tertiären Butylperoxyds mit dem Wasserdampf (1000C) während der kontinuierlich durchgeführten Stufe der Lösungsmittelentfernung auf ein Minimum verkürzt. Hierdurch wird eine schädliche Erhitzung großer Mengen von Produkten vermieden, die zwar eine verhältnismäßig hohe Stabilität haben, jedoch von peroxydischer Natur sind und sich daher heftig zersetzen können.In the method according to the invention is further the contact time of a, a'-bis (di-tert-butylperoxy) -diisopropylbenzols and di-tertiary Butylperoxyds with the water vapor (100 0 C) for the continuously performed step of the solvent removal on a Shortened minimum. This avoids harmful heating of large quantities of products which, although they have a relatively high stability, are of a peroxidic nature and can therefore decompose violently.
Das Verfahren wird zweckmäßig wie folgt durchgeführt: 456 g einer 62,5%igen H2SO4 und 256 g di-tertiäres Butylperoxyd aus dem laufenden Betrieb werden in einen 2-1-Kolben gegeben, der mit einem hochtourigen Propellerrührer, einem Tauchthermometer, einem hydraulischen Absperrventil, einem nicht eintauchenden Gaseinfiihrungsrohr und einem Stutzen für die Einführung der Reaktionsteilnehmer versehen ist und in eine als Kühlbad dienende Sole (-8 bis -12°C) taucht. Die Temperatur des Gemisches wird auf 00C eingestellt, worauf 123 g 75%iges tertiäres Butylhydroperoxyd und 101 g a,a'-Dioxydiisopropylbenzol zugesetzt werden. Das Gemisch wird unter inerter CCVAtmosphäre etwa 1 Stunde bei einer Temperatur von 0 bis 3°C gerührt. Durch schnelle Einführung von 400 g Wasser von 85 bis 900C findet sofortige Trennung in zwei Phasen statt, nämlich eine untere wäßrige und eine obere organische Schicht. Die untere Schicht wird verworfen. Die obere Schicht wird gewaschen, mit NaOH neutralisiert und erneut gewaschen. Nach dieser Behandlung wiegt die organische Lösung 422 g. Sie besteht aus einer 35%igen Lösung von a,a - Bis - (di - tert. - butylperoxy) -1,3 -1,4- diisopropylbenzol in di-tertiärem Butylperoxyd. Diese Lösung wird oben einer Glaskolonne (Höhe etwa 90 cm, Durchmesser 2,8 cm) aufgegeben, die mit Raschigringen gefüllt und mit einem Außenmantel versehen ist, in dem Wasserdampf von 100°C zirkuliert. Von unten wird Wasserdampf von 1000C in einer solchen Menge in die Kolonne eingeführt, daß das Volumenverhältnis von destilliertem Dampf zu der eingeführten organischen Lösung 1 : 1 beträgt. Unter diesen Bedingungen ist die Destillation mit Wasserdampf im Gegenstrom nach einer Stunde und 8 Minuten beendet.The process is expediently carried out as follows: 456 g of a 62.5% H 2 SO 4 and 256 g of di-tertiary butyl peroxide from ongoing operations are placed in a 2-1 flask which is equipped with a high-speed propeller stirrer, an immersion thermometer, a hydraulic shut-off valve, a non-immersing gas inlet pipe and a socket for the introduction of the reactants and is immersed in a brine (-8 to -12 ° C.) serving as a cooling bath. The temperature of the mixture is adjusted to 0 0 C, whereupon 123 g of 75% tertiary butyl hydroperoxide and 101 g, a'-Dioxydiisopropylbenzol be added to a. The mixture is stirred for about 1 hour at a temperature of 0 to 3 ° C. under an inert CCV atmosphere. Rapid introduction of 400 g of water at from 85 to 90 ° C. results in immediate separation into two phases, namely a lower aqueous and an upper organic layer. The lower layer is discarded. The upper layer is washed, neutralized with NaOH and washed again. After this treatment, the organic solution weighs 422 g. It consists of a 35% solution of a, a- bis- (di-tert-butylperoxy) -1,3-1,4-diisopropylbenzene in di-tertiary butyl peroxide. This solution is placed on top of a glass column (height about 90 cm, diameter 2.8 cm) which is filled with Raschig rings and provided with an outer jacket in which water vapor at 100 ° C. circulates. From below, water vapor at 100 ° C. is introduced into the column in such an amount that the volume ratio of distilled steam to the organic solution introduced is 1: 1. Under these conditions, the distillation with steam in countercurrent is ended after one hour and 8 minutes.
Aus dem Destillat wird di-tertiäres Butylperoxyd gewonnen, während sich am Fuß der Kolonne ein Gemisch von kondensiertem Wasser und α,α'-Bis-(di - tert. - butylperoxy) -1,3 -1,4 - diisopropylbenzol sammelt. Das Gemisch, das bis zum vollständigen Schmelzen auf 55 0C erhitzt wird, wird vorsichtig getrennt, wobei 153 g eines Gemisches aus α,α'-Bis-(di - tert. - butylperoxy) -1,3 - diisopropylbenzol und a,a'-Bis-(di-tert.-butylperoxy)-l,4-diisopropylbenzol (H2O-Gehalt etwa 4,25%) und 154,5 g wäßrige Schicht, die zu verwerfen ist, erhalten werden.Di-tertiary butyl peroxide is obtained from the distillate, while a mixture of condensed water and α, α'-bis- (di-tert-butylperoxy) -1,3-1,4-diisopropylbenzene collects at the foot of the column. The mixture, which is heated to 55 ° C. until it melts completely, is carefully separated, 153 g of a mixture of α, α'-bis- (di-tert-butylperoxy) -1,3-diisopropylbenzene and a, a '-Bis- (di-tert-butylperoxy) -1, 4-diisopropylbenzene (H 2 O content about 4.25%) and 154.5 g of aqueous layer, which is to be discarded, are obtained.
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