DE1302668C2 - Verfahren zur Herstellung von Methacrylsäure - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von MethacrylsäureInfo
- Publication number
- DE1302668C2 DE1302668C2 DE19641302668 DE1302668A DE1302668C2 DE 1302668 C2 DE1302668 C2 DE 1302668C2 DE 19641302668 DE19641302668 DE 19641302668 DE 1302668 A DE1302668 A DE 1302668A DE 1302668 C2 DE1302668 C2 DE 1302668C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- acid
- oxyisobutyric
- ester
- methacrylic acid
- esters
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 50
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 27
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 16
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- -1 aliphatic dicarboxylic acid Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims description 10
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 6
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 6
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N Methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N Phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 4
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 125000005397 methacrylic acid ester group Chemical group 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 claims description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate dianion Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxyl anion Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Natural products CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims 2
- GZYXPXGNODDCBD-UHFFFAOYSA-N 3,3,6,6-tetramethyl-1,4-dioxane-2,5-dione Chemical compound CC1(C)OC(=O)C(C)(C)OC1=O GZYXPXGNODDCBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- XEMRAKSQROQPBR-UHFFFAOYSA-N Benzotrichloride Chemical compound ClC(Cl)(Cl)C1=CC=CC=C1 XEMRAKSQROQPBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- YZYDPPZYDIRSJT-UHFFFAOYSA-K Boron phosphate Chemical class [B+3].[O-]P([O-])([O-])=O YZYDPPZYDIRSJT-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- 101700043320 NISCH Proteins 0.000 claims 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims 1
- 238000007257 deesterification reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 claims 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims 1
- 239000003701 inert diluent Substances 0.000 claims 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 claims 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 claims 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims 1
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 claims 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims 1
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 claims 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 27
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 17
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N Catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Chemical compound C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-2-propenoic acid methyl ester Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 12
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 10
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 10
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 9
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N benzohydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- NIQCNGHVCWTJSM-UHFFFAOYSA-N Dimethyl phthalate Chemical compound COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OC NIQCNGHVCWTJSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229960001826 dimethylphthalate Drugs 0.000 description 6
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 5
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N Stearic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- KGQLBLGDIQNGSB-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;methoxymethane Chemical compound COC.OC1=CC=C(O)C=C1 KGQLBLGDIQNGSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- LKVFCSWBKOVHAH-UHFFFAOYSA-N 4-ethoxyphenol Chemical compound CCOC1=CC=C(O)C=C1 LKVFCSWBKOVHAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butanoic acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N Palmitic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N n-butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- KQNPFQTWMSNSAP-UHFFFAOYSA-N 2-Methylpropanoic acid Natural products CC(C)C(O)=O KQNPFQTWMSNSAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYCMBHHDWRMZGG-UHFFFAOYSA-N 2-cyanopropene-1 Chemical compound CC(=C)C#N GYCMBHHDWRMZGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LBVWYGNGGJURHQ-UHFFFAOYSA-N Diatomic carbon Chemical compound [C-]#[C+] LBVWYGNGGJURHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N Dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003608 Feces Anatomy 0.000 description 1
- LHGVFZTZFXWLCP-UHFFFAOYSA-N Guaiacol Chemical compound COC1=CC=CC=C1O LHGVFZTZFXWLCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282619 Hylobates lar Species 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 241000589614 Pseudomonas stutzeri Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N butyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)=C SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000001809 detectable Effects 0.000 description 1
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 description 1
- VANNPISTIUFMLH-UHFFFAOYSA-N oxane-2,6-dione Chemical compound O=C1CCCC(=O)O1 VANNPISTIUFMLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001820 oxy group Chemical group [*:1]O[*:2] 0.000 description 1
- NWVVVBRKAWDGAB-UHFFFAOYSA-N p-methoxyphenol Chemical compound COC1=CC=C(O)C=C1 NWVVVBRKAWDGAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible Effects 0.000 description 1
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 1
Description
ft-Oxyisobuttersäure bzw. deren Derivate mit guter
Ausbeute und Selektivität in die entsprechenden Methacrylsäureverbindungen zu überführen, wobei
im Endprodukt praktisch kein Zersetzungsaceton festgestellt werden konnte.
Das Verfahren der Erfindimg zur Herstellung von Methacrylsäure, niedermolekularen Methacrylsäurealkylestern
oder Methacrylsäureamid durch Spaltung der aus a-Oxyisobuttersäure, deren niedermoleku-
Carbonate der Alkali- und Erdalkalireihe und Alkaliacetate. Mit Vorteil finden jene Verbindungen Anwendungen,
welche Na-Ionen enthalten.
Es werden zweckmäßigerweise 0,01 bis 5 Gewichtsprozent
Katalysator, bezogen auf das Reaktionsmedium, verwendet.
Ein Zusatz von Inhibitoren, wie Indulin, Brenzcatechin, Hydrochinon oder Hydrochinonmono-
schaften dieser Verbindung erfolgen, entweder als Lösung in einem Lösungsmittel, wie Aceton, oder
als Schmelze.
In dein besonderen Fall, daß die a-Oxyisobutter-S
säure in einen Methacrylsäureester übergeführt werden soll, wird zweckmäßig die Ausgangsverbinäung
in dem entsprechenden Alkohol gelöst und die Lösung in das Reaktionsmedium eingeführt, wobei vorteilhafterweise
das Verhältnis Alkohol zu Säure von laren Alkylestern bzw. deren Amid unter Veresterung «5:1 bis 20 :1 einzustellen ist.
der ^-ständigen Hydroxylgruppe durch Erhitzen in Durch Änderung der Konzentration der a-Oxyiso-
flüssiger Phase mit mindestens der äquimolaren Menge buttersäure in dem entsprechenden Alkohol oder
einer aliphatischen Monocarbonsäure mit 16 bis durch Veränderung der Zusammensetzung der Ver-18
Kohlenstoffatomen, einer aliphatischen Dicarbon- esterungskomponente, bestehend z. B. aus Phthalsäure
mit 4 oder 5 Kohlenstoffatomen und einem 15 säure und Phthalsäureester, kann das Methacryl-Siedepunkt
über 180° C oder der Phthalsäure, bzw. säure-Methacrylsäureester-Verhältnis im gebildeten
deren inneren Anhydriden, gebildeten Ester ist da- Gemisch entsprechend beeinflußt werden. Durch Erdurch
gekennzeichnet, daß man die Esterbildung und höhung des Alkoholanteüs durch Zugabe von Alko-Estarspaltung
bei einer Temperatur von 180 bis hol oder Ester wird das Verhältnis zugunsten der
320° C in Gegenwart einer katalytisch wirkenden ao Bildung von Methacrylsäureester, bei Zunahme der
Menge eines Oxyds, Hydroxyds oder Carbonats eines a-Oxyisobuttersäurekonzentration wird das Verhalt-Alkali-
oder Erdalkalimetalls oder eines Alkali- nis zugunsten der Methacrylsäurebildung verschoben,
acetates durchführt, und man bei Verwendung von Durch Verwendung basisch wirkender Katalysa-
sublimierbaren oder hochschmelzenden Säuren oder toren wird die Λ-Oxyesterspaltung gefördert und
Anhydriden als Veresterungskomponente, zweck- »5 Ausbeute und Selektivität der Reaktion verbessert,
mäßig in Gegenwart eines aliphatischen Phthalsäure- Solche Katalysatoren sind die Oxyde, Hydroxyde und
esters arbeitet.
Die zur Veresterung der Isobuttersäureverbindung mit Λ-ständiger Hydroxylgruppe zu verwendenden
Carbonsäuren, welche einen Siedepunkt von mehr als 30 180°C aufweisen, können ein- ooer mehrbasisch
sein. Bei deren Auswahl ist darauf zu achten, daß sie unter Reaktionsbedingungen nicht decarboxylieren.
Einbasische Säuren dieser Art sind z. B. Stearinsäure,
Palmitinsäure. Mit Vorteil werden zweibasische Car- 35 methyläther, kann zur Vermeidung der Polymerisabonsäuren
benutzt, welche die Carboxylgruppe in tion der gebildeten »,^-ungesättigten Verbindungen
a-ß- oder a-y-Stellung zueinander aufweisen und bei von Vorteil sein.
den Reaktionstemperaturen innere Anhydride bilden. Schließlich sei noch erwähnt, daß verbesserte Aus-
Ais Beispiele werden genannt: Bernsteinsäure, GIu- beuten erzielt werden können, wenn die bei der Retarsäure
oder deren Anhydride. Besonders bevorzugt 40 aktion destillierten Reaktionsprodukte mit Hilfe eines
sind Phthalsäure und Phthalsäureanhydrid, deren inerten Schleppgases, z. B. Stickstoff, Kohlendioxyd,
hervorragende Thermostabilität in Gegenwart von
basischen Katalysatoren überraschend war. Es ist
erforderlich, daß im Augenblick der Reaktion das
Molverhältnis von a-Oxyisobuttersäure oder a-Oxy- 45
isobuttetsäureverbindung zur Veresterungskomponente mindestens 1 : 1 beträgt. Eine Erhöhung der
Menge der Veresterungskomponente wirkt sich günstig auf die Erhöhung des Umsatzes aus; bevorzugt
basischen Katalysatoren überraschend war. Es ist
erforderlich, daß im Augenblick der Reaktion das
Molverhältnis von a-Oxyisobuttersäure oder a-Oxy- 45
isobuttetsäureverbindung zur Veresterungskomponente mindestens 1 : 1 beträgt. Eine Erhöhung der
Menge der Veresterungskomponente wirkt sich günstig auf die Erhöhung des Umsatzes aus; bevorzugt
werden bei kontinuierlicher Reaktionsführung Ver- 50 günstiger Arbeitsdruckbereich erwies sich ein Druck
hältnisse von 1 : 500 bis 1 : 1500. von 500 bis 1500 mm Hg.
Die Reaktion findet in flüssiger Phase statt. Diese Das nachstehende Reaktionsschema zeigt den Rekann
aus einem inerten Medium bestehen, z. B. über aktionsverlauf für die Bildung von Methacrylsäure
250° C siedende Kohlenwasserstoffe. 2:weckmäßiger- (3) aus α-Oxyisobuttersäure (I) unter Verwendung
weise wird die Reaktion im Veresterungsmittel für die 55 von Phthalsäureanhydrid (2) und dessen Rückbilft-Oxygruppen
durchgeführt. Für den Fall, daß dung. In analoger Weise verläuft auch die Reaktion
Phthalsäure oder Phthalsäureanhydrid als Reaktionsmedium gewählt wird, genügt es, um eine unerwünschte
Sublimation des Reaktiotismediums zu
vermeiden, wenn ein aliphatischer Phthalsäureester, 6°
z. B. Phthalsäuremethylestef, in einer Menge von
15 Gewichtsprozent zugegeben wird. In ähnlicher
Weise empfiehlt es sich dann, wenn der Schmelzpunkt der als Reaktionsmedium verwendeten Säuren
oder Anhydride zu hoch liegt, diesen durch Zugabe 65
eines entsprechenden Esters zu erniedrigen.
vermeiden, wenn ein aliphatischer Phthalsäureester, 6°
z. B. Phthalsäuremethylestef, in einer Menge von
15 Gewichtsprozent zugegeben wird. In ähnlicher
Weise empfiehlt es sich dann, wenn der Schmelzpunkt der als Reaktionsmedium verwendeten Säuren
oder Anhydride zu hoch liegt, diesen durch Zugabe 65
eines entsprechenden Esters zu erniedrigen.
Die Einführung der a-Oxyisobuttersäureverbindung
in das .Reaktionsmedium kann je nach den Eigen- (2)
Edelgase oder Dämpfe von niedrigsiedenden Lösungsmitteln, wie überschüssiges Methanol, Aceton u. dgl.,
abgeführt werden.
Auf den Ablauf der Reaktion übt der Druck keinen wesentlichen Einfluß aus. So kann die Dehydratisierung
der α-Oxyisobuttersäure bzw. deren Derivate sowohl unter Normaldruck als auch unter vermindertem
bzw. erhöhtem Druck ausgeführt werden. Als
mit den anderen angegebenen Reaktanden.
O
O
C CH1
O+ HO—C-COOH
C CH,
(D
f CH,
el
/SV KO—C-COOH
V\ ,OH *
-COOH +
(J)
O H- H2O
Unter den Reaktionsbedingungen wird die bei der Spaltungsreaktion der Verbindung (4) gebildete
Phthalsäure (nicht dargestellt) gleich in Phthalsäureanhydrid (2) unter Abgabe von Wasser zersetzt. Die
Methacrylsäure (3) und das Wasser (6) werden laufend aus dem Reaktionsmedium abdestilUert, während
das Phthalsäureanhydrid darin zurückbleibt.
Beispiel 1
(Methacrylsäure und Methacrylsäuremethylester)
(Methacrylsäure und Methacrylsäuremethylester)
In einen 0,5-Litcr-4-Halskolben, versehen mit einem beheizbaren Tropftrichter, einer Rührvorrichtung,
einem Thermometer, einem Gaseinleitungsrohr und einer aufgesetzten Claisenbrücke, wurde eine
Mischung, bestehend aus 80,0 g Phthalsäureanhydrid, 50,0 g Dimethylphthalat, 0,5 g Ätznatron als; Katalysator,
0,3 g Brenzcatechin sowie 0,3 g Hydrochinonmonomethyläther als Inhibitoren eingefüllt.
• Die Mischung wurde auf 250 bis 270° C erhitzt und auf diese unter Rühren ein konstanter N2-Strom von etwa einer Blase pro Sekunde geleitet. Über den beheizbaren Tropftricliter wurden in die Reaktionsmischung 0,410 Mol Λ-Oxyisobuttersäure in Form einer Schmelze langsam eingeführt. Die flüchtigen Reaktionsprodukte wurden an der Claisenbriiicke und schließlich an einem abfallenden Kugelkühler kondensiert. Die gasförmigen Produkte passierten zur weiteren Kondensation eine auf — 70 bis — 80° C gekühlte Kältefalle und wurden schließlich durch ein CO2-Absorptionsgefäß abgeleitet.
• Die Mischung wurde auf 250 bis 270° C erhitzt und auf diese unter Rühren ein konstanter N2-Strom von etwa einer Blase pro Sekunde geleitet. Über den beheizbaren Tropftricliter wurden in die Reaktionsmischung 0,410 Mol Λ-Oxyisobuttersäure in Form einer Schmelze langsam eingeführt. Die flüchtigen Reaktionsprodukte wurden an der Claisenbriiicke und schließlich an einem abfallenden Kugelkühler kondensiert. Die gasförmigen Produkte passierten zur weiteren Kondensation eine auf — 70 bis — 80° C gekühlte Kältefalle und wurden schließlich durch ein CO2-Absorptionsgefäß abgeleitet.
Im Destillat wurden durch Ermittlung der Brom- und Verseifungszahl 0,373 Mol eines Gemisches, das
zu etwa 90% aus Methacrylsäure und 10% Methacrylsäuremethylester bestand, und 0,018 Mol unveränderte
ot-Oxyisobuttersäure festgestellt. Daraus errechnet sich ein Umsatz von 95,6°/o und eine auf umgesetzte
α-Oxyisobuttersäure bezogene Ausbeute von
95,2 %.
(Methacrylsäure und Methacrylsäuremethylester,
ohne N2-Strom)
ohne N2-Strom)
In der Apparatur von Beispiel 1, aber ohne Durchleiten eines N2-Stromes, wurden in ein Reaktionsmedium, bestehend aus 60,0 g Glutarsäureanhydrid,
40,0 g Dimethylphthalat, 0,5 g Ätznatron als Katalysator sowie 0,3 g Brenzcatechin und 0,3 g Hydrochinomnonomethyläther
als Inhibitoren, 0,3 Mol «-Oxyisobuttersäure in einer etwa 45°/oigen methanotischen
Lösung langsam bei 250° C und unter Normaldruck eingetropft. Im Kondensat konnten
0,218 Mol Methaerylprodukt, das zu etwa 2 Gewichtsteilen
Methacrylsäure und 1 Gewichtsteil Methacrylsäuremethylester bestand, entsprechend einer
ίο Ausbeute von 72,6% Gesamtmethacrylat, bezogen auf die eingesetzte a-Oxyisobuttersäuremenge, festgestellt
werden. Aceton wurde nur in Spuren nachgewiesen.
(Methacrylsäure und Methacrylsäuremethylester,
ohne Katalysator)
ohne Katalysator)
Unter den Bedingungen des Beispiels 1 wurden in ein Reaktionsmedium, bestehend aus 60,0 g Phthal-
ao säureanhydrid, 50,0 g Dimethylphthalat, 0,3 g Brenzcatechin
als Inhibitor, jedoch ohne den Katalysator Ätznatron, 0,162 MoI α-Oxyisobuttersäure als etwa
45%ige methanolische Lösung bei 250 bis 270° C und unter Normaldruck langsam eingetropft. Im
as Destillat konnten 0,102 Mol eines Gemisches aus
Methacrylsäure und Methacrylsäuremethylester entsprechend einer Ausbeute von 63,0%, bezogen auf
die eingesetzte a-Oxyisobuttersäuremenge, neben unveränderter
a-Oxyisobuttersäure festgestellt werden.
Das Molverhältnis von Methacrylsäure zu Methacrylsäuremethylester betrug etwa 4:1. Aceton war
nur in Spuren nachweisbar.
Beispiel 4
(Freie Säure; alle Reaktanden zusammen)
(Freie Säure; alle Reaktanden zusammen)
In einer Apparatur, wie im Beispiel 1 beschrieben, jedoch ohne Tropftrichter, wurden 20,8 g a-Oxyisobuttersäure
zusammen mit 60,0 gPhthalsäureanhydrid, 0,3 g Ätznatron, 0,3 g Brenzcatechin unter Rühren
und Einblasen eines schwachen Stickstoffstromes auf etwa 250° C erhitzt. Das übergegangene Destillat enthielt
12,2 g Methacrylsäure entsprechend einer Ausbeute von 71,0% neben unveränderter a-Oxyisobuttersäure.
In ein Reaktionsgefäß, wie im Beispiel 1 btschrieben, wurden 60,0 g Phthalsäureanhydrid, 40,0 g Dimethylphthalat,
0,5 g Ätznatron als Katalysator sowie 0,3 g Brenzcatechin und 0,3 g Hydrochinonmonoäthyläther
als Inhibitoren vorgelegt. Nacheinander wurden mit einer Geschwindigkeit von etwa
0,15 Mol/h verschiedene Mengen a-Oxyisobuttersäure
in einer etwa 45%igen methanolischen Lösung durch einen in die Badflüssigkeit eintauchenden Dosiertrichter
geleitet. Die Badflüssigkeit wurde während des Versuches auf etwa 250° C erhitzt und .durch
Rühren in Bewegung gehalten. Gleichzeitig wurde auf das Reaktionsmedium ein schwacher Stickstoffstrom
geleitet, das Destillat an der Claisenbrücke und an dem abfallenden Kühler kondensiert und durch
eine auf -70 bis -800C gekühlte Kältefalle geleitet.
Zwischen den einzelnen Versuchen dieser Reihe, die in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt
sind, wurde das Reaktionsbad abgekühlt und die
Pyrolyse von a-Oxyisobuttersäure unterbrochen. Die
Ergebnisse dieser Versuchsreihe zeigen deutlich, daß die Aktivität des Reaktionsmediums mit steigender
Versuchszahl nicht abnimmt.
Das Molverhältnis von Methacrylsäure zu Meth-
Das Molverhältnis von Methacrylsäure zu Meth-
acrylsäuremethylester betrug bei Versuch 1 etwa 1 :0,3. Das Molverhältnis von Methacrylsäure zu
Methacrylsäuremethylester wurde bei den anschließenden Versuchen größer und betrug bei Versuch 5
5 etwa 1: 0,2.
Versuch | Eingesetzte Menge | Summe der Mole | Rückgewonnene | Ausbeute in °/o | Selektivität in | Umsatz in |
Nr. | OIBS in Mol | MAS und MASME | Menge OIBS | bezogen auf ein | »/· | °/o |
im Reaktionsprodukt | in Mol | gesetztes OIBS | ||||
1 | 0,300 | 0,261 | 0,020 | 87,0 | 93,2 | 93,4 |
2 | 0,387 | 0,358 | 0,013 | 92,5 | 95,7 | 96,6 |
3 | 0,389 | 0,350 | 0,029 | 90/) | 97,4 | 92,5 |
4 | 0,423 | 0,388 | 0,028 | 91,7 | 98,2 | 93,4 |
5 | 0,573 | 0,536 | 0,005 | 93,6 | 94,4 | 99,1 |
Erklärungen:
OIBS = a-Oxyisobuttersäure.
MAS = Methacrylsäure.
MASME = Methacrylsäuremethylester.
Selektivität = Ausbeute an Methacrylat (MAS + MASME) bezogen auf Umsatz an OIBS.
(Ester)
In einer Reaktionsanlage, wie im Beispiel 1 angegeben, wurden 50,0 g a-Oxyisobuttersäuremethylester
in ein vorgelegtes Reaktionsmedium, bestehend aus 90,0 g Phthalsäureanhydrid, 60,0 g Dimethylphthalat,
0,5 g Ätznatron als Katalysator sowie 0,3 g Brenzcatechin und 0,3 g Hydrochinonmonoäthyläther
als Inhibitoren durch einen in das Medium eintauchenden Dosiertrichter eingeleitet. Die Reaktionsflüssigkeit wurde gerührt und durch äußere Heizung
auf etwa 240° C erwärmt. Gleichzeitig wurde darüber ein schwacher Stickstoffstrom geleitet. Das
Destillat wurde in den abfallenden Kühler kondensiert und durch eine auf —70 bis — 8O0C gekühlte
Kältefalle geleitet. Im Kondensat wurden 8,9 g Methacrylsäuremethylester und 38,5 g a-Oxyisobuttersäuremethylester
festgestellt, was einem Umsatz von 23,1% und einer Ausbeute von 90,9% entspricht.
Beim zweiten Durchsatz durch dasselbe Reaktionsmedium wurden unter denselben Bedingungen 48,6 g
Λ-Oxyisobuttersäuremethylester eingeleitet. Das Destillat
enthielt 8,3 g Methacrylsäuremethylester und 38,0 g a-Oxyisobuttersäuremethylester, entsprechend
einem Umsatz von 21,8% und einer Ausbeute, bezogen auf den Umsatz, von 92,2%. Nach fünf- bis
sechsmaligem Durchsatz wird eine Gesamtausbeute von 92,2 % der Theorie erreicht.
Beispiel 7
(Säuren und Ester)
(Säuren und Ester)
55
In einer Vorrichtung, wie im Beispiel 1 beschrieben, wurde ein Reaktionsmedium der folgenden Znsammensetzung:
60,0 g Phthalsäureanhydrid, 45,0 g Dibutylphthalat, 0,5 g Ätznatron als Katalysator sowie
0,3 g Hydrochinonmonomethyläther und 0,3 g Brenzcatechin als Inhibitoren vorgelegt, das eine
Temperatur von 260 bis 280° C aufwies und unter den Bedingungen des Beispiels 1 0,3 Mol e-Oxyisobuttersäure,
gelöst in Butanol, allmählich eingebracht.
Im Kondensat konnten insgesamt 0,267 Mol eines Gemisches Methacrylsäure und Methacrylsäurebutylester
im Verhältnis 3:1, entsprechend einer Ausbeute von 89,0% und 0,019 Mol unveränderter a-Oxyisobuttersäure,
festgestellt werden. Daraus ergibt sich ein Umsatz von 93,7% und eine auf den Umsatz bezogene
Ausbeute von 95,0%.
In der Apparatur von Beispiel 1 wurde in ein auf etwa 2700C erhitztes Reaktionsbad, bestehend aus
50,0 g Stearinsäure als Veresterungskomponente, 0,5 g Ätznatron als Katalysator und je 0,3 g Hydrochinon
und Indulin als Inhibitoren eine Lösung von 20,8 g α-Oxyisobuttersäure in 40,0 ml Methanol allmählich
eingetropft. Im Destillat wurden 0.078 g Methacrylat entsprechend einer praktisch quantitativen
Ausbeute bei 40%igem Umsatz und nicht entwässerter a-Oxyisobuttersäure festgestellt.
Beispiel 9
(Methacrylsäureamid)
(Methacrylsäureamid)
In einer Apparatur, wie im Beispiel 1 beschrieben, wurden in ein vorgelegtes, auf 270° C erhitztes Reaktionsmedium,
bestehend aus 60,0 g Phthalsäureanhydrid, 40,0 g Dimethylphthalat, 0,5 g Ätznatron
als Katalysator, sowie je 0,3 g Brenzcatechin, Hydrochinon und Hydrochinonmonomethyläther als Inhibitoren,
0,380 Mol ot-Oxyisobuttersäureamid in Form
einer etwa 30,0%igen methanolischen Lösung durch einen in das Reaktionsmedium tauchenden Dosiertrichter
allmählich eingebracht. Während der Umsetzung wurde das Reaktionsmedium durch Rühren
in Bewegung gehalten und über dasselbe ein schwacher Stickstoffstrom geleitet. Das Reaktionsprodukt
enthielt 0,120 Mol Methacrylsäureamid entsprechend einer 31,6%igen Ausbeute, bezogen auf das eingesetzte
Ausgangsmaterial. Daneben enthielt es noch geringe Anteile von Methacrylnitril, N-inethyl-substituiertem
Methacrylsäureamid und Methacrylsäuremethylester.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Methacryl- 5 lierbarsind, ein ähnliches für die großtechnische Versäure,
niedermolekularen Methacrylsäureestern arbeitung nachteiliges Verhalten aufweisen.
oder Methacrylsäureamid durch Spaltung der aus Man ist deshalb dazu übergegangen, entweder die
alpha-Oxyisobuttersäure, deren niedermolekula- α-ständige OH-Gruppe zu veresteim oder zu verren
Alkylestern bzw. deren Amid unter Vereste- äthern und/oder besondere Dehydratisierungsmittel,
rung der alpha-ständigen Hydroxylgiuppe durch io wie Oxalsäure, Benzotrichlorid, Phosphorsäure in
Erhitzen in flüssiger Phase mit mindestens der Verbindung mit großen Mengen Phosphorsäureester
äquimolaren Menge einer aliphatischen Mono- zu verwenden (DT-PS 6 39 953, GB-PS 5 84 607,
carbonsäure mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, US-PS 2244 389, US-PS 23 60 880). Auch diese
einer aliphatischen Dicarbonsäure mit 4 oder Verfahren führten nicht zum Erfolg, da entweder die
5 Kohlenstoffatomen und einem Siedepunkt über 15 Ausbeuten sehr gering waren oder die Dehydratisie-180°
C oder der Phthalsäure, bzw. deren inneren rangsmittel, die angewendet wurden, kostspielig und
Anhydriden, gebildeten Ester, dadurch ge- toxologisch nicht ungefährlich sind,
kennzeichnet, daß man die Esterbildung Es ist ein weiteres Verfahren bekannt (DT-PS
kennzeichnet, daß man die Esterbildung Es ist ein weiteres Verfahren bekannt (DT-PS
und Esterspaltung bei einer Temperatur von 180 1118 193), bei welchem man *-Oxyisobuttersäurebis
320° C in Gegenwart einer katalytisch wirken- ao ester in die entsprechende Methacrylsäureester überden
Menge eines Oxyds, Hydroxyds oder Car- führt, wobei Phosphorsäure als Dehydratisierungsbonat
eines Alkali- oder Erdalkalimetalls oder mittel verwendet wird und die Umsetzung, um der
eines Alkaliacetats durchführt und man bei Ver- Unstabilität der Ausgangsverbindung entgegenzuwendung
von sublimierbaren oder hochschmel- vtrken, in inerten Verdünnungsmitteln durchgeführt
zenden Säuren oder Anhydriden als Veresterungs- as wird. Auch in diesem Fall resultieren nur geringe
komponente zweckmäßig in Gegenwart eines ali- Ausbeuten, so daß sich dieses Verfahren großtechphatischen
Phthalsäureester arbeitet. nisch nicht durchsetzen konnte.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Diese Verfahren arbeiten in flüssiger Phase. Es
kennzeichnet, daß zur Herstellung von nieder- sind nur eine Reihe von Verfahren bekannt, bei welmolekularen
Methacrylsäurealkylestern aus alpha- 30 chen die Dehydratisierung von a-Oxyisobuttersäure-Oxyisobuttersäure,
in Anwesenheit des entspre- verbindungen oder Λ-Alkoxyisobuttersäureverbinchenden
Alkohols als esterbildende Komponente düngen in der Gasphase durchgeführt wird, wobei
gearbeitet wird. feste Katalysatoren, wie Alkali- und Erdalkalisilikate,
Phosphate und Borphosphate auf Trägern angewen-
Es ist bekannt, daß aus a-Oxyisobuttersäure bzw. 35 det werden (DT-AS 11 25 912, 11 24 481, U 24 483,
deren Ester durch Wasserabspaltung Methacrylsäure Π 26 378, 10 33 656, 10 08 282, US-PS 21 83 357).
bzw. deren Ester entsprechend der nachstehenden Diese Verfahren sind ebenso wie die Flüssigphasen-Reaktionsgleichung
verfahren auf die Umsetzung von a-Oxyisobutter- _,„ „ säureverbindungen beschränkt, erlauben also nicht
I 3 x. 40 die Dehydratisiervng der freien a-Oxyisobuttersäure.
' J^ Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß relativ hohe
ν Ten.peraturen angewendet werden müssen, wobei
ηττ Ausbeuten zwischen 70 bis 80 % resultieren.
υΜ Es ist ferner bekannt (DT-PS 6 57 377), ungesät-
~ 45 tigte Nitrile oder Ester aus den entsprechenden
π η - x. Λ-Oxyisobuttersäurederivaten unter Veresterung der
"^1 il J^ α-ständigen Hydroxylgruppe und anschließender
I >. thermischer Spaltung des gebildeten Esters herzu-
i„ OH stellen, wobei die Veresterung mit einer Säure er-
3 50 folgt, die während der Behandlung entweder selbst
gebildet werden können. flüchtig wird oder flüchtige Zersetzungsprodukte lie-Die
Durchführung dieser Wasserabspaltung ist fert, und die veresterten a-Oxyisobuttersäurederivate
jedoch in der Praxis mit einer Anzahl Schwierig- in Dampfform einer erheblich über ihrem Siedepunkt
keiten verbunden. So war z. B. die Herstellung von liegenden Temperatur von 400 bis 600c C unter-Methacrylsäure
aus α-Oxyisobuttersäure auf wirt- 55 worfen werden. Bei diesem Verfahren wurde unter
schaftliche Weise bisher nicht möglich, weil die freie anderem die Verwendung von Phthalsäure als Ver-Λ-Oxyisobuttersäure
eine thermisch unstabile Ver- esterungsmittel für die Λ-Oxygruppe vorgeschlagen,
bindung ist, welche sich beim Erhitzen weitgehend Dieses Verfahren konnte für die Herstellung von
zersetzt und beim Destillieren neben einer kleinen Methacrylsäure aus a-Oxyisobuttersäure wegen der
Menge Methacrylsäure von etwa 13 Gewichtsprozent 60 zu starken Zersetzung der als Zwischenprodukt entin
Aceton und Tetramethylglykolid übergeführt wird. stehenden in α-Stellung vereiterten Oxyisobuttersäure
Alle Versuche, mit Hilfe wasserabspaltender Mittel, keine Anwendung finden (z. B. bei Phthalsäurehalbwie
Schwefelsäure, Phosphorsäure, Phosphorpent- ester erfolgt Zersetzung zu Phthalsäureanhydrid und
oxyd usw., Methacrylsäure zu gewinnen, schlugen α-Oxyisobuttersäure). Außerdem ist auch bei der
auch fehl, da unter diesen Bedingungen ein Zerfall 65 Verarbeitung von Λ-Oxyisobuttersäureestern und
zu Aceton, CO, Wasser, Acetaldeyd und Essigsäure -nitrilen dieses Verfahren umständlich und kostbewirkt
wird (Liebigs Ann. Bd. 279, S. 155 bis 156). spielig.
Aber auch die Dehydratisierung von a-Oxyisobutter- Es wurde nun ein Verfahren gefunden, das erlaubt,
Aber auch die Dehydratisierung von a-Oxyisobutter- Es wurde nun ein Verfahren gefunden, das erlaubt,
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1146263 | 1963-09-17 | ||
DEL0048651 | 1964-08-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1302668A DE1302668A (de) | 1975-10-30 |
DE1302668C2 true DE1302668C2 (de) | 1976-08-12 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2600541C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Phenylbrenztraubensäure oder Arylbrenztraubensäuren | |
EP0186816B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Glyoxylsäurehemiacetalestern | |
DE60214629T2 (de) | Verfahren zur Zersetzung von Michael-Addukten | |
DE1302668C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Methacrylsäure | |
DE1543173B2 (de) | Verfahren zur Herstellung und Gewinnung von Propenoxid, Essigsäure und anderen wertvollen Oxidationsprodukten | |
DE2339243A1 (de) | Verfahren zur herstellung von alpha, beta-aethylenisch ungesaettigten estern oder ungesaettigten carbonsaeuren | |
DE1302668A (de) | Verfahren zur Herstellung von Methacrylsäure | |
DE3890273C1 (de) | Verfahren zur Aktivitätsstabilisierung und/oder Regenerierung von Heteropolysäure-Katalysatoren | |
AT250931B (de) | Verfahren zur Herstellung von Methacrylverbindungen | |
DE1618639B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Dimethylterephthalat | |
DE2550747B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von vicinalen Glykolen und deren Monoessigsäureestern | |
DE19836367A1 (de) | Isolierung von Carbonsäuren durch Aminkomplexe | |
DE892893C (de) | Verfahren zur Herstellung von Carbonsaeureestern | |
DE1197443B (de) | Verfahren zur Herstellung von Mellithsaeure | |
DE1276623B (de) | Verfahren zur Herstellung von 2-Alkyl-2-methyl-3-hydroxypropionsaeuren | |
DE1618591A1 (de) | Verfahren zur Herstellung ungesaettigter Ester von Carbonsaeuren | |
DE1568948C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Methacrylsäure aus alpha-Oxyisobuttersäure | |
AT264488B (de) | Verfahren zur Herstellung von α,β-ungesättigten Carbonsäuren und/oder deren Derivaten | |
DE1024956B (de) | Verfahren zur Herstellung von ª‡-Chloracrylsaeureestern aus Dichlorpropionsaeureestern durch Chlorwasserstoffabspaltung | |
DE887497C (de) | Verfahren zur Herstellung von Carbonsaeuren | |
DE2453671A1 (de) | Verfahren zur herstellung von 1,4butandiol | |
DE1543138C (de) | ||
AT260891B (de) | Verfahren zur Herstellung von Methacrylsäure aus α-Oxyisobuttersäure | |
DE1061764B (de) | Verfahren zur Herstellung von Alkylenglykolen bzw. deren Monoaethern | |
DE1668537C3 (de) | Verfahren zur Herstellung und Gewinnung von Carbonsäureestern |