DE1443774A1 - Process for the preparation of 2,2-dimethylalkanoic acid esters, 2,2-dimethylalkanols and 2,2-dimethylalkanoic acids - Google Patents
Process for the preparation of 2,2-dimethylalkanoic acid esters, 2,2-dimethylalkanols and 2,2-dimethylalkanoic acidsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Herstellung einer Reihe neuer, aliphatischer Ester, und zwar im einzelnen die Herstellung von 2,2-Dimethylalkanoesäureestern nach einem Telomerisationsverfahren, sowie Akb die im Anschluß daran durchgeführte Herstellung von 2,2-Dimethylalkanolen und 2,2-Dimethylalkanoeeäuren aus den betreffenden 2,2-Dimethylalkanoesäureestern.The invention relates to the production of a number of new, aliphatic esters, namely in individual the production of 2,2-dimethylalkanoic acid esters after a telomerization process, as well as the Akb carried out subsequently Production of 2,2-dimethylalkanols and 2,2-dimethylalkanoic acids from the relevant 2,2-dimethylalkanoic acid esters.
2,2-Dimethylalkanoesäureester sind wichtige Verbindungen» weil sie insbesondere hervorragend widerstandsfähig gegenüber Hydrolyse und Oxydation sind« Diese Materialien finden daher Ver-2,2-Dimethylalkanoic acid esters are important Compounds »because they are particularly extremely resistant to hydrolysis and oxidation are «These materials are therefore
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Wendung bei der Herstellung von beispielsweise Plastlfiziexrongsmitteln, Schmiermitteln, oberflächen-» aktiven Mitteln usw. 9 (LIe9 verglichen mit den aus unverzweigten und anderen verzeweigten Verbindungen hergestelltenfweitaus beständiger gegen Hydrolyse, Oxydation und gegen Wärmeeinflüsee sind. Aus diesem Grunde und wegen ihrer ausgezeichneten Verträglichkeit sind die insbesondere höhermolekularen.,, 2,2-Dimethylalkanoesäureester geeignet als Zusätze in Fetten, Textil(gleit)mittelnt Wachsen,,Polyolefinmischungen und dergleichen. Auch sind diese« 2r2-Dimethylalkanoesäureester wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung von 2s2-JDimethylalkanolen, 2,2-Dimethylalkanoesäuren sowie ggf, 2,2~Dimethylalkylnitrilen und 2,2-Dimethyläkylaminen. Schließlich sind die 2,2-DiHiethylalkanoesäuren und die 2,2-Mmethylalkanole brauchbar für die Herstellung von Monomeren, die benutzt werden können, um hochkristalline (stereoreguläre) kristalline Polymere mit hohen Erweichungspunkten herzustellen.Application in the manufacture of, for example Plastlfiziexrongsmitteln, lubricants, surface-»active agents, etc. compared with the verzeweigten of unbranched and other compounds prepared f much more resistant to hydrolysis, oxidation and against Wärmeeinflüsee 9 (LIE. 9 For this reason and because of their excellent compatibility are the particularly high molecular weight. ,, 2,2-Dimethylalkanoesäureester suitable as additives in greases, textile (slide) forward waxes t ,, polyolefin blends, and the like. these "2 r 2 Dimethylalkanoesäureester are valuable intermediates for the preparation of 2 s 2 -JDimethylalkanols, 2,2-dimethylalkanoic acids and, if necessary, 2,2 ~ dimethylalkylnitriles and 2,2-dimethyläkylamines. Finally, the 2,2-diethylalkanoic acids and the 2,2-methylalkanols are useful for the preparation of monomers which can be used to produce highly crystalline (stereoregular) crystalline polymers with high softening points ellen.
33a jedoch bisher kein gewerblich verwertbares Verfahren für die Herstellung von 2,2-Dimethylalkanoesäureesteandes hier vorliegenden Typs bekanntgeworden ist, & lag der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung von 2,2-Dimethylalkanoesäureestern zu entwickeln, das insbesondere die technisch33a, however, has not hitherto been a commercially useful process for the preparation of 2,2-dimethylalkanoic acid esters The present type has become known, & the invention was based on the object of a method for the production of 2,2-dimethylalkanoic acid esters to develop, especially the technical one
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gangbare Herstellung dieser Ester aus leicht zugänglichen reap, billigen Ausgangsmaterialien ermöglichen sollte«viable production of these esters from readily available reap, should enable cheap raw materials «
Es wurde nun gefunden, daß die gewünschten 2t2-Dimethylalkanoesäuree8ter leicht nach einem Telomerisationeverfahren erhalten werden können·It has now been found that the desired 2 t 2 Dimethylalkanoesäuree8ter can be easily obtained by a Telomerisationeverfahren ·
Wie in der amerikanischen Patentschrift 2 440 800 auseinandergesetzt, wird unter "Telomerisation" ein. Reaktionstyp verstanden, der nach der folgenden Gleichung abläuft:As discussed in US Pat. No. 2,440,800, the term "telomerization" is used as a. Understood the type of reaction that takes place according to the following equation:
IY + b(CH1R2-CrV) X(CR1R2CE3R4)nY (Te).ogen) (Taxogen) (Telomeres)IY + b (CH 1 R 2 -CrV) X (CR 1 R 2 CE 3 R 4 ) n Y (Te) .ogen) (Taxogen) (Telomeres)
Hierbei wird die die Endgruppen des Produkts liefernde Verbindung XY als "Telogen" bezeichnet und das polymeri-The compound XY which supplies the end groups of the product is referred to as "telogen" and the polymeric
sierbare, monomere Olefin "Taxogen" genannt· Das ge-sable, monomeric olefin called "taxogen" · The
P k
bildete Reaktionsprodukt (jtroduftt) ist ein Gemisch vonP k
formed reaction product (jtroduftt) is a mixture of
"Telomeren" verschiedener Kettenlänge. Zur weiteren"Telomeres" of various chain lengths. To further
und
Information/betreffs einer Zusammenstellung der ein»
schlägigen Literatur, vergl, die Veröffentlichung "Telomerisation, A Review of the Literature", US
Department of Commerce, Office of Technical Services,' PB 131930 vom 19. Kovember 1958,and
Information / regarding a compilation of the relevant literature, see the publication "Telomerisation, A Review of the Literature", US Department of Commerce, Office of Technical Services, PB 131930 of November 19, 1958,
Es sind zwar bereits zahlreiche Verbindungen, einschließlich Carbonsäuren und Carbonsäureester als TelogeneThere are already numerous compounds, including carboxylic acids and carboxylic acid esters, as telogens
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*» 4- *■* »4- * ■
in felomerisatlonsreaktlonsii ait eineie Olefin, wie sweise Xthylen als flogen*- vorgeschlagen Die bekannten Vorschläge haben jedooli aehwerwiegemste Nachteile # Insbesondere sind die für die betreffend©21 Reaktionen erforderlichen Braoke im allgemeinen sehr feoch,, fi»h» sia liegssa e>ei übes? etwa S19 afm? weit®!* saü.ss@a di@ als f©I#g@n® und Saxogeae iidC'ß Äsgaiigsmaterialisa ©isiea aolisß lein« aufweise», ims sehXi@lslle!Si fallen als haapt-? dabei Matasialissi iron überaiäSig esteUejaä sm& Solyolefiaeii und s amgkattiges Selosieresif am»In felomerisatlonsreaktlonsii aie olefin, such as xthylene as flew * - suggested The known proposals have serious disadvantages # In particular, the braokes required for the reactions in question are generally very weak, fi »h» sia liegssa e> ei over? about S19 afm? far®! * saü.ss@a di @ as f © I # g @ n® and Saxogeae iidC'ß Äsgaiigsmaterialisa © isiea aolisß lein “show”, ims sehXi @ lslle! You fall as haapt-? including Matasialissi iron überaiäSig esteUejaä sm & Solyolefiaeii and s amgkattiges Selosieresi f am »
Di© ls?fimfiimg Ta^riaht auf äes· (HbsrraaeneadesDi © ls? Fimfiimg Ta ^ riaht on äes · (Hbsrraaeneades
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beeitst insofern beieutendein this respect, you do away with important ones
e, alß dafür nur vernaltnismä@ig' niedrige oder mäßige Seaktionsdrueke erforderlisli sind, da8 die einausetsendea Reaktioasteilnelimer nicht besonders rein z%\ sein 'brauchen5 und daS auSer hohen Ausbeuten an kurzkettigen Telomeren weitere Produkte» wie insbesondere Eoiyolefine, nicht, erhalten werden«e, ALSs for only vernaltnismä @ ig 'low or moderate Seaktionsdrueke are erforderlisli, DA8 the einausetsendea Reaktioasteilnelimer not particularly pure z% \ be' need 5 and tHe AUSER high yields of short-chain telomeres other products "in particular Eoiyolefine will not get"
Im einseinen ist gemäß der Erfindung ein Telomeriea-8098 10/1292 In one, according to the invention, is a Telomeriea- 8098 10/1292
tionsverfahren vorgesehen, bei dem ein die taxogene Komponente bildendes Olefin mit endstäridiger Boppelbindung unter Verwendung eines Carbonsäureesters als telogener Komponente in Anwesenheit eines xolyaierisationskatalyeators bei erhöhter Temperatur und unter Druck polymerisiert resp· telopoiymerisiert wird» und das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Carbonsäureester aus einem Isobuttersäureester besteht*extraction process is provided in which a the taxogene component forming olefin having endstäridiger Boppelbindung using a Carbonsäureesters as telogen component in the presence of x olyaierisationskatalyeators at elevated temperature and under pressure polymerized resp · is telopoiymerisiert "and which is characterized in that the Carbonsäureester from a isobutyric consists*
Gemäß der Erfindung wird daher ein Isobuttersäureester mit einem Taxogen, wie beispielsweise Äthylen oder Propylen, in Anwesenheit eines Polymerisationskatalysators, der über freie Radikale oder ionen hinweg wirksam aein kann, bei einem verhältnismäßig niedrigen Druck unter Erwärmen umgesetzt«,According to the invention, therefore, an isobutyric acid ester is reacted with a taxogen, such as ethylene or propylene, in the presence of a polymerization catalyst which can act effectively via free radicals or ions, at a relatively low pressure with heating «,
Die sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hauptsächlich abspielende Reaktion ist im wesentlichen eine Telomerisationsreaktion und Iftßtfeich durch die folgende Gleichung darstellenίWhich are mainly in the method according to the invention The reaction taking place is essentially a telomerization reaction and flows through the represent the following equationί
O CH, O CHO CH, O CH
« t J «T J I! tI! t
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worin als Substituent S in erster Linie Metlwl, Ä'thyl, Propyl, Xsopropyl, Butyl* sec,Butyl, tert.Butyl, Amyl, Xsoamyl, Cyclohexyl, Benzyl, Phenyl und Tolyl fungiert und η eine ganse Zahl von 1 bis 16 ist.in which the substituent S is primarily methyl, ethyl, propyl, xsopropyl, butyl * sec, butyl, tert-butyl, amyl, xsoamyl, cyclohexyl, benzyl, phenyl and tolyl and η is a whole number from 1 to 16.
Das erfindungsgeisäße Yerfahren liefert ausgezeichnete Ausbeuten an nieörigmolekularen Telomerprodukten, wie 1 ί 1, 1 ι 2 und 1 : 3 Addukte, d.h. Dimethyliälkaaoesäureester mit 1 bis 3 Olefineinheiten pro Molekül, wohingegen Polyolefine,wie beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen usw«, nicht gebildet werden, und gröiBere Mengen an hochmolekularen Produkten nicht entstehen» Heim die Reaktionsbedingungen innerhalb der gemäß der Erfindung bevorzugten Grenzen richtig aufeinander abgestimmt werden, wird als Haup'tproduk-t ein Chemisch von niedermolekularen telomeren Estern» nämlich Ester mit 1 bis 3 tsxogenen Ein.';.eiten pro Molekül erhalten«The inventive method gives excellent yields of low molecular weight telomer products such as 1 ί 1, 1 ι 2 and 1: 3 adducts, ie Dimethyliälkaaoesäureester with 1 to 3 olefin units per molecule, whereas polyolefins, such as polyethylene, polypropylene, etc., are not formed, and gröiBere amounts of high molecular weight products do not arise »Home the reaction conditions are adjusted within the according to the invention preferred limits properly matched, is as Haup'tproduk-t a Chemically of low molecular weight telomeric esters" namely, esters with 1 to 3 tsxogenen a. ';. nits obtained per molecule "
Ein wesentliche,g Merkmal des erfindungegeraäßsn Verfahr sas "be tehtv vile bereits gesagt 9 in der Verwendung eines IsobuttejLg.äureesters als Telogen» Das '/erfahren A,-bei h&.upx-eäalilieh für die Telomerisation τοη ittsruäuröffioiioestem- des Syps ROOOCH(CH^)^ beniitsi;« vroriri der Rost R ein einwertiger Alkoholrestf, einschließlich Resten wie Alkyl, ,Cycloalkyl, Aralkyl oder Aryl ist» Jedoch ist die Anwendbarkeit des erfindungsgesi'^SAn essential, feature of the erfindungegeraäßsn g traversing sas "be tehtv vile 9 already said the use of a IsobuttejLg.äureesters as telogen" The '/ A out, -for h & .upx-eäalilieh for the telomerization of τοη ittsruäuröffioiioestem- Syps ROOOCH (CH ^) ^ beniitsi; «vroriri the rust R is a monohydric alcohol radical f , including radicals such as alkyl,, cycloalkyl, aralkyl or aryl» However, the applicability of the invention is
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η ·η unter mäßige» Druolr durchführbaren Telomerisation-η η telomerization that can be carried out under moderate »pressure
verfahrens nicht auf leobuttersäureester von Monoalkoholen beschränkt, vielmehr sind für die Erfindung ganz allgemein Ester der Isobuttersäure brauchbar« einschließlich Isobuttersäuremonoestern von Polyolem, wie etwa Trimethylpentandiolmonoisobutyrat, !•opentylglykolmonoisobutyrat usw., Isobuttersäure/diund-trieetern von Diolen und Triolen, wie Trimethylpentandioldiisobutyrat, Neopentylglykoldiiaobutyrat, Trimethylolpropantriisobutyrat usw. und verschiedenen weniger gebräuchlichemeobuttersäureeetea^ wie Sucroee-The process is not limited to leobutyric acid esters of monoalcohols; rather, esters of isobutyric acid in general can be used for the invention, including isobutyric acid monoesters of Polyolem, such as trimethylpentanediol monoisobutyrate, ! • opentyl glycol monoisobutyrate etc., isobutyric acid / diund-trieteters of diols and triols, such as trimethylpentanediol diisobutyrate, neopentylglycol diiaobutyrate, Trimethylolpropane triisobutyrate, etc. and various less common meobutyric acid tea ^ like sucroee-
aoetatlsobutyrat, Sucroseoctaisobutyrat, Isobutyroxytrimethylhexylieobutyroxytrimethylhexoaten wie is.B. 6-Isobutyrpacy-315»S-trimethylhexyl-e-isobutyroxy-J, 5»5-trimethylhexoat* und dergleichen.aoetatlsobutyrat, sucroseoctaisobutyrat, isobutyroxytrimethylhexylieobutyroxytrimethylhexoaten such as is.B. 6-isobutyrpacy-315 »S-trimethylhexyl-e-isobutyroxy-J, 5» 5-trimethylhexoate * and the like.
Dementsprechend sind für das erfindungsgeneße Verfahren auchAccordingly, for the method according to the invention even
worin B der obigen Formel ein Acyl oxy-wherein B of the above formula is an acyl oxy-
alkyl- oder ein Oxyalkylreet ist, brauchbar«alkyl or an oxyalkyl reet is useful «
Obwohl an eich jeder Isobuttersäureester brauchbar ietf werden doch bevorzugt Ester der niederen, aliphatischen Monoalkohole verwendet, und zwar wegen der niedrigeren Siedepunkte der entstehenden telomeren Ester und der infolgedessen leichteren Abtrennung des Reaktionsprodukte. Sin besonders geeigneter Seter ist das Isobutylisobutyratf welches bekanntlich durchBut preferably esters of lower aliphatic monoalcohols Although iet useful in calibrating each isobutyric f used because of the lower boiling points of the resulting telomeric esters and the consequently easier separation of the reaction products. A particularly suitable setter is isobutyl isobutyrate, which is known by
* ((JH5 ) 2CHC0CH2C( CH3) gCHgCH (GH3) CH2CH2OCCH2CH (CH3 ) CH2C< CH5)2CH20CCH(CH3)2 * ((JH 5 ) 2 CHC0CH 2 C (CH 3 ) gCHgCH (GH 3 ) CH 2 CH 2 OCCH 2 CH (CH 3 ) CH 2 C <CH 5 ) 2 CH 2 OCCH (CH 3 ) 2
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Kondensation von Isobutyraldehyd mit sich, selbst in Anwesenheit eines geeigneten Katalysators hergestelltCondensation of isobutyraldehyde with itself, in Presence of a suitable catalyst produced
auch wird. Außer Isobutylisobutyrat sind masat Methyl-, ithyl-, Isopropyl—, Propyl-,sec«Butyl- und terteButyl— isobutyrat mit Erfolg für das erfindungsgeinäße Verfehren benutzt worden. Eine besondere Reinigung der betreffenden Ester ist dabei nicht erforderlich, vielmehr können die im Handel erhältlichen Isobuttersäureester direkt für das Verfahren eingesetzt werden.also will. Except isobutylisobutyrate are Masat methyl, ithyl-, isopropyl, propyl, sec "butyl and tert butyl isobutyrate e been used with success for the erfindungsgeinäße Verfehren. A special purification of the esters in question is not necessary, rather the commercially available isobutyric acid esters can be used directly for the process.
Das erfindungsgemäße Verfahren findet seine hauptsächliche Anwendung mit Katalysatoren und Taxogenen, die für eine Telomerisation mittels freier Radikale geeignet sind. Als taxogene Materialien werden Äthylen und Propylen bevorzugt, obwohl auch noch andere 1-Olefine der Formel CH2=CH1E2, worin R jeweils ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe bedeutet, benutzt werden können. Derartige Olefine sind bekanntlich technisch leicht zugänglich und ist im übrigen auch hier keine besondere Reinigung erforderlich. Bei der bevorzugten Verkörperung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die benutzten Polymerisationskatalysatoren Katalysatoren radikalischer Natur, wobei jede Verbindung oder Kombination von Verbindungen, die freie Radikale erzeugen, als Katalysator benutzt werden kann« Beispiele für geeignete Katalysatoren sind u.ae Bi-tert.Butylperoxyd, Wasserstoffperoxyd und CümolhydroperoxydeThe process of the invention finds its main application with catalysts and taxogens which are suitable for telomerization by means of free radicals. Ethylene and propylene are preferred as taxogenic materials, although other 1-olefins of the formula CH 2 = CH 1 E 2 , where R each represents a hydrogen atom or a lower alkyl group, can also be used. Such olefins are known to be easily accessible industrially and, moreover, no special purification is required here either. In the preferred embodiment of the method according to the invention are the polymerization catalysts used free-radical in nature, with any compound or combination of compounds that generate free radicals, can be used as a catalyst "Examples of suitable catalysts include e Bi-tert.Butylperoxyd, hydrogen peroxide and Cümolhydroperoxyde
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Auch sind Sauerstoff und Luft geeignet. Bevorzugt werden als Katalysatoren organische Peroxyde verwendet. Eine geeignete KatalysatorkonzentrationOxygen and air are also suitable. Organic peroxides are preferred as catalysts used. A suitable concentration of catalyst
lie"gt gewöhnlich bei etwa 0,1 bis 4 $» bezogen auf dasUsually about $ 0.1 to $ 4 based on that
liegt Gewicht des Ieobuttersäureesters»und/die optimale Konzentration im allgemeinen bei etwa 0,2 bis 2 Gewichtsprozent, is weight of the leobutyric acid ester »and / the optimal Concentration generally around 0.2 to 2 percent by weight,
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich aber ebenso gut mit ionischen Telomerisationskatalysatoren durchführen, weshalb sich die Erfindung auch auf die Verwendung von verschiedenen Katalysatoren und Taxogenen"*"However, the process according to the invention can be carried out just as well with ionic telomerization catalysts, which is why the invention also relates to the use of various catalysts and taxogens "*"
erstreckt, die für die kaekLonisehe und anionischeextends that for the kaekLonisehe and anionic
t Telomerisation geeignet sind. Die für eine kanonische Telomerisation geeigneten Katalysatoren sind starke Lewissäuren, d.h. starke Elektronenakzeptoren; die geeigneten Taxogene sind Olefinmonomere mit endständiger Doppelbindung, die elektronenlockernde Substituenten aufweisen, wie beispielsweise Verbindungen des Typs CHp=t telomerization are suitable. The one for a canonical Catalysts suitable for telomerization are strong Lewis acids, i.e. strong electron acceptors; the suitable taxogens are olefin monomers terminated with Double bond that have electron-loosening substituents, such as compounds of the type CHp =
worin
OBH ,8DOUBBc RyWasserstof f sein kann und wenigstens einer
der R-Substituenten aus Alkyenyl·» Alkoxy Alkyl«?
Aralkylgruppen oder dergleichen besteht, wie beispielsweise in Vinyläthern, iJI Isobutylen,gC-Methylstyrol,
Isopren usw. vorliegend. D. h. unter dem Ausdruck M01efinHionoaeresninit endständiger Doppelbin*-
dung sind hier nicht allein 1-Olefine verstanden,wherein
OBH, 8DOUBBc Ry can be hydrogen and at least one of the R substituents from alkyenyl · "alkoxy alkyl"? Aralkyl groups or the like exists, for example in vinyl ethers, iJI isobutylene, gC-methylstyrene, isoprene, etc. present. I. E. the expression M 01efinHionoaeres n with a terminal double bond is not only understood here to mean 1-olefins,
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sondern allgemein acyclische und cyclische Verbindungen des Typs CH2=CRR, worin R jeweils ein Wasserstoff atom oder verschiedene organische .Reste bezeichnetebut generally acyclic and cyclic compounds of the type CH 2 = CRR, in which R each denotes a hydrogen atom or various organic radicals
Die für eine anionische Telomerisation geeigneten Katalysatoren sind Lewisbasen, wie Metallalkyle, Alkalimetallhydroxyde, Die für diesen ßeaktionstyp geeignete Taxogene sind endständige olefinische Monomere, die elektronenanziehende SubstituentenThe catalysts suitable for anionic telomerization are Lewis bases, such as metal alkyls, Alkali metal hydroxides. The taxogens suitable for this type of reaction are terminal olefinic ones Monomers that have electron-withdrawing substituents
er enthalten, einschließlich von Verbindungen wie Axkyl-contain, including compounds such as axkyl-
nitril, Methacrylnitril, Methylmethacrylat usw,.nitrile, methacrylonitrile, methyl methacrylate, etc.
Die Seaktionstemperatur hängt von dem benutzten Katalysator ab. Brauchbare Temperaturen liegen in dem Temperaturbereich von etwa 5O°bis 4000C, wobei jedoch im allgemeinen eine Temperatur in dem Bereich von etwa 50° bis 3000C bevorzugt wird. Die für die einzelnen Katalysatoren optimalen Temperaturbereiche sind aus der folgenden Zusammenstellung ersichtlich:The reaction temperature depends on the catalyst used. Useful temperatures are in the temperature range from about 5O ° C to 400 0, is however generally preferred to a temperature in the range of about 50 ° to 300 0 C. The optimum temperature ranges for the individual catalysts can be seen in the following table:
Katalysatoren Optimaler Temperatur Catalysts at optimal temperature
bereich in 0Crange in 0 C
Aeetylperoxyd 50-80Ethyl peroxide 50-80
Benzoyl-, Butyl-, Lauroyl- .Benzoyl, butyl, lauroyl.
oder jfropylperoxyd· 60-100or propyl peroxide x 60-100
Diäthyl- oder Dime thylpe.r öxyd* 120-160Diethyl or dimethylphenyl oxide * 120-160
Cumyl- oder Di-t-butylperoxyd* 130-180Cumyl or di-t-butyl peroxide * 130-180
Hydrazinsalze, Cummolhydroperoxyde 200-300Hydrazine salts, cummol hydroperoxides 200-300
Perhalogenverbindungen., Sauerstoff* RAn nR1PfM..Perhalogen compounds., Oxygen * RAn nR1PfM ..
Hypohalogenide 175-300 BAD ORIGINALHypohalides 175-300 BAD ORIGINAL
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Praktisch werden Reaktionstemperaturen zv/iselien etwa 10ü° bis 30O0C bevorzugt, um befriedigende Umwandlungen und Reaktionsgeschwindigkeiten zu erzielen· Für optimale Ergebnisse ist es wichtig, einen Katalysator auszuwählen, der eine vernünftige Halbwertszeit bei der benutzten Arbeitstemperatur besitzt«Virtually reaction temperatures are zv / iselien about 10 ü ° to 30O 0 C preferred for satisfactory conversions and reaction rates to achieve · For best results, it is important to select a catalyst that has a reasonable half-life in the occupied working temperature "
Die Druckbedingungen für das erfindungsgemäße Verfahren sind von großer Wichtigkeit. Der Partialdruek des Olefins muß im Bereich von etwa 28 bis 210 Atmosphären, m«i(400 bis 3 000 psig)liegen. Größere Drücke als etwa 210 Atmosphären führen zu wachsartigen Produkten, während niedrigere Drucke als etwa 28 Atmosphären zu niedrige Umwandlungen liefern, um wirtschaftlich zu sein· Bei Verwendung eines niederen Alkylesters der Isobuttersäure als Telogen, Äthylen oder PropylenThe printing conditions for the process according to the invention are of great importance. The partial pressure of the Olefins must be in the range of about 28 to 210 atmospheres, m «i (400 to 3,000 psig). Greater pressures than about 210 atmospheres result in waxy products, while pressures lower than about 28 atmospheres Provide conversions too low to be economical · When using a lower alkyl ester of isobutyric acid as telogen, ethylene or propylene
und
als Taxogen/eines organischen Peroxyds als Katalysator
liegt der bevorzugte Druckbereich bei etwa 35 bis 140 Atmosphären· Falls Isobutylisobutyerat als
Telogen und Di-tert.-Butylperoxyd als Katalysator benutzt werden, wirden besonders gute Ergebnisse
mit einem Druck von etwa 56 Atmosphären erhalten« Darin., daß mit dem erfindungegemäßen Verfahren bei
derart mäßigen Überdrucken ausgezeichnete Ergebnisse erhalten werden können, liegt ein wertvolles Merkmaland
as a taxogen / an organic peroxide as a catalyst, the preferred pressure range is about 35 to 140 atmospheres. If isobutyl isobutyerate is used as telogen and di-tert-butyl peroxide is used as catalyst, particularly good results are obtained with a pressure of about 56 atmospheres. ”Therein. That excellent results can be obtained with the process of the invention at such moderate overprints is a valuable feature
Im
des Verfahrens. Die/einzelnen^ bevorzugten Druckein the
of the procedure. The / Individual ^ Preferred Prints
schwanken innerhalb des angegebenen Bereichs mit derfluctuate within the specified range with the
BAD. ORIGINAL 809810/1292BATH. ORIGINAL 809810/1292
Eeaktionstemperatur und dem im einzelnen benutzten Katalysator. Bei höheren Temperaturen ist es erforderlich, einen höheren Druck zu verwenden, um äquivalente, molare Konzentrationen des Olefins in dem Reaktionsgemisch aufrecht zu halten.Reaction temperature and the particular catalyst used. At higher temperatures it is necessary use a higher pressure to obtain equivalent molar concentrations of the olefin to maintain in the reaction mixture.
Die Reaktionszeit oder die Kontaktzeit hei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann weitgehend verändert werden, nämlich von wenigen Minuten bis zu mehreren Stunden, Im übrigen hat die Kontaktzeit den geringsten Einfluß auf die Produktverteilung, verglichen mit den sonstigen Reaktionsparametern wie der Reaktionstemperatur und dem Partialdruck des eingesetzten Olefins. Jedoch führt im allgemeinen eine lange Kontaktzeit zu Produkten von höherem Molekulargewicht, während bei kürzeren Kontakt-« zeiten eine gleichförmigere Ausbeute an niedermolekularem Produkt, wenn auch bei niedrigerem Umwandlungsgrad, erzielt wird. Eine Kontaktzeit von etwa 0,5 bis 4 Stunden ist normalerweise das Optimum.The reaction time or the contact time in the method according to the invention can largely can be changed, namely from a few minutes to several hours, otherwise the contact time the least influence on the product distribution, compared with the other reaction parameters such as the reaction temperature and the partial pressure of the olefin used. However, generally leads a long contact time with products of higher molecular weight, while with shorter contact- « times a more uniform yield of low molecular weight product, albeit at a lower degree of conversion, is achieved. A contact time of about 0.5 to 4 hours is usually the optimum.
Dabei scheint die Bildung der höheren Ester von der Reaktionstemperatur umgekehrt beeinflußt zu werden. Mit steigenden Temperaturen wird die Bildung der höheren Ester verringert» Dabei werden, wie in den folgenden Beispielen gezeigt» für große Ausbeuten an höheren Estern ein höherer Partialdruck des Olefins und eine niedrige Temperatur gewählt, währendThe formation of the higher esters appears to be inversely influenced by the reaction temperature will. As the temperature rises, the formation of the higher esters is reduced »As in the The following examples show »for high yields of higher esters a higher partial pressure of the Olefins and a low temperature chosen while
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umgekehrt für niedrige /,usbeuten an höheren Telomeren eine hohe Temperatur und ein niedriger Partialdruck des betreffenden Olefins gewählt werden.vice versa for low /, usbut at higher Telomers a high temperature and a low partial pressure of the olefin in question can be selected.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann sowohl chargenweise wie kontinuierlich durchgeführt werden« Bei chargenweiser Durchführung wird wie folgt verfahren: Zunächst wird das belogen, d,h. ein Ester der Isobuttersäure, und der Katalysator in einen geeigneten Hochdruckautoclaven eingeführt, danach die Luft in dem Autoclaven mit dem Taxogen,wie Äthylen oder Propylen, verdrängt, v/orauf der Autoclaveninhalt auf die entsprechend dem benutzten Katalysator und der gewünschten Produktverteilung gewählte Temperatur erhitzt wird. Wenn die gewählte Arbeitetemperatur erreicht ist, wird Äthylen in den Autoclaven gedrückt, bis der Druck in dem Bereich von 28 bis 210 Atmosphären liegt, wobei der gewählte und aufrecht erhaltene Druck eine Punktion der gewünschten Produktverteilung ist. Für eine genauere Regelung der Produktverteilung, d.h. der Produktverteilung bei chargenweise durchgeführter Reaktion, wird der Autoclav bevorzugt mit dem Telogen, d.h. einem Ester der Isobuttersäure beschickt, die Luft im Autoclaven mit dem Taxogen, wie beispielsweise Ithylen oder Propylen, verdrängt, und anschließend der Autoclaveninhalt auf die gewünschte Temperatur erhitzt, worauf dasThe method according to the invention can both Batch-wise as if carried out continuously «When carrying out batch-wise, proceed as follows: First of all, this is lied to, i. E. an ester of isobutyric acid, and the catalyst in one appropriate high pressure autoclave introduced, then the air in the autoclave with the taxogen, such as Ethylene or propylene, displaced, in front of the contents of the autoclave according to the one used Catalyst and the desired product distribution selected temperature is heated. If the chosen Working temperature is reached, ethylene is forced into the autoclave until the pressure is in the range of 28 to 210 atmospheres, the pressure chosen and maintained being a puncture of the desired Product distribution is. For a more precise regulation of the product distribution, i.e. the product distribution at If the reaction is carried out in batches, the autoclave is preferred with the telogen, i.e. an ester the isobutyric acid charged, the air in the autoclave with the taxogen, such as ethylene or propylene, displaced, and then the contents of the autoclave heated to the desired temperature, whereupon the
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-H--H-
Taxogen bis zu dem gewünschten Arbeitsdruck zugelassen wird. Erst dann v/ird der Katalysator entweder als solcher oder in einer kleinen Menge des Telogens gelöst, in den Autoclaven eingespritzt, um die Telomerisationsreaktion einzuleiten. Bei dieser Art von Arbeiten ist es sehr wichtig, daß eine entsprechende Kühlung vorgesehen ist, damit die Reaktionstemperatur ggf. kontrolliert werden kann. Nach beendeter ReaktionTaxogen is admitted up to the desired working pressure. Only then is the catalyst, either as such or dissolved in a small amount of the telogen, injected into the autoclave in order to initiate the telomerization reaction. In this type of work it is very important that adequate cooling is provided so that the reaction temperature can be controlled if necessary. After the reaction has ended
±x± dann der Autoelav entleert» Das Rohprodukt enthält 10 bis 70 Gewichtsprozent an 2r2-Dimethylaklkanoesäureesten) je nach der Katalysatorkonzentration+ufim dem Partialdruck des benutzten Olefins. Die betreffenden Ester lassen sich im übrigen leicht durch Destillation in einer 15 Böden aufweisenden Kolonne bei einem Rücklauf verhältnis von 3 ϊ 1 isolieren. Bei der Destillation der höheren Ester werden.verringerte Drucke benutzt«, ± x ± then the Autoelav emptied »The crude product contains 10 to 70 percent by weight of 2 r 2-Dimethylaklkanoesäureestern) depending on the catalyst concentration + u f in the partial pressure of the olefin used. The esters in question can moreover easily be isolated by distillation in a column having 15 plates at a reflux ratio of 3 ϊ 1. Reduced pressures are used in the distillation of the higher esters.
Bei kontinuierlicher Durchführung werden das belogen, d. h# ein Ester der Isobuttersäure und das Taxogen,wie Äthylen oder Propylen, kontinuierlich in ein Rührvorrichtungen aufweisendes System eingespeist, wobei das betreffende System aus einem Sührautoclaven oder einem der üblichen Systeme mit ümlaiifpuS8§Ä» bestehen kann. Außerdem wird kontinuierlich ein geeigneter Katalydator, und zwar entweder als solcher oder in Form seiner Lösung^If this is carried out continuously, this will be lied to, i. h # is an ester of isobutyric acid and the taxogen, such as ethylene or propylene, continuously fed into a stirring devices exhibiting system, the system in question may consist of a Sührautoclaven or one of the conventional systems with mlaiifpuS8§Ä ü ». In addition, a suitable catalyst is continuously used, either as such or in the form of its solution ^
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in dem Telogen in das System mit einer solchen Geschwindigkeit eingespeist, daß die gewünschte Umwandlung erreicht bzw. aufrecht erhalten wird* An das Eeaktionssystem angeschlossen ist einein the telogen fed into the system at such a rate that the desired Conversion is achieved or maintained * Connected to the reaction system is a
Gae*-Gae * -
kontinuierlich arbeitende STüssigkeits^Trennvor-continuously operating liquid separation
richtung, wo das Äthylen oder Propylen abgetrennt und in das Reaktionssystem zurückgeführt wird* Das flüssige Reaktionsprodukt wird kontinuierlich abgezogen, und in einen DestillationBtrakt überführt, wo der nicht in Reaktion getretene Isobuttersäureester abgetrennt und dann ebenfalls in das Reaktionssystem zurückgeführt wird. Das von dem Isobuttersäureester abgestreifte Produkt wird anschließend zwecks Gewinnung der individuellen Bestandteile weiter fraktioniert. Das erfindungsgemäße Verfahren ist im folgenden weiterhin beschrieben·direction where the ethylene or propylene is separated and returned to the reaction system * Das liquid reaction product is continuously withdrawn and transferred to a distillation tract, where the unreacted isobutyric acid ester is separated and then also into the reaction system is returned. That of the isobutyric acid ester stripped product is then further fractionated to recover the individual components. The method according to the invention is further described below
Diese Beispiele bringen Versuchsergebnisse t die beiThese examples teach the experimental results
der Xthylen-Telomerisation von Methyl^-Isobuttersäure-the ethylene telomerization of methyl ^ -isobutyric acid-
tmter
ester ram verschiedenen Bedingungen erhalten wurden,tmter
ester ram different conditions were obtained,
wobei die betreffenden Bedingungen so gewählt wurden, daß die Mengen der erzeugten höheren lelomeren reguliert wurden. Das eingesetzte Methylisobutyrat war · in jedem Falle zu 98 bis 99 1° rein· Das Äthylen besafi di· normale Reinheit, ohne daß auf ggf« vorhandene Verunreinigungen wie Wasser, Kohlendioxyd und dergleichenthe conditions involved being chosen to regulate the amounts of higher lelomers produced. The methyl isobutyrate was used in each case to · 98 to 99 · 1 ° purely The ethylene besafi di · normal purity without possibly on "impurities present such as water, carbon dioxide, and the like
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besonders geachtet wurde» In jedem Falle wurde das Methylisobutyrat mit dem Katalysator vermischtParticular attention was paid to »In each case the methyl isobutyrate was mixed with the catalyst
11 und in einen 2.-Liter-Rührautoclaven eingefügte Der Autoclav wurde zunächst mit Äthylen ausgespült und dann auf die gewählte Reaktiohstemperatur bei dem gewählten Reaktionsdruck erhitzt. Diese Bedingungen wurden für die gewählte Reaktionszeit aufrechterhalten, worauf der Autoclav gekühlt und der Druck entspannt wurde. Der Autoclaveninhalt wurde jeweils comatographiech analysiert und anschließend destillativ getrennt. 11 and inserted into a 2 liter stirred autoclave The autoclave was first rinsed with ethylene and then heated to the selected reaction temperature heated to the selected reaction pressure. These conditions were maintained for the selected reaction time, whereupon the autoclave was cooled and the pressure released. The contents of the autoclave were comatographiech in each case analyzed and then separated by distillation.
Die im einzelnen gewählten Reaktiongsbedingungen und die erhaltenen Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt· Dabei bezieht sich die Überschrift MCg-Säureestern in der Tabelle auf einen Ester, worin der Säureteil des Moleküls insgesamt 6 Kohlenstoffatome enthält, nämlich auf Methyl-2,2-dimethylbutyrat. Entsprechend bezieht sichThe reaction conditions selected in detail and the test results obtained are summarized in the following table. The heading M Cg acid ester n in the table relates to an ester in which the acid part of the molecule contains a total of 6 carbon atoms, namely methyl-2,2 dimethyl butyrate. Correspondingly relates
en die Überschrift "Cg-Säureester" auf ein/Ester, worin der Säureteil des Moleküls insgesamt 8 Kohlenstoffatome enthält, nämlich auf Methyl-2f2-dimethylhexanoat.en the heading "Cg acid ester" on an / ester in which the acid portion of the molecule contains a total of 8 carbon atoms, namely on methyl 2 f 2-dimethylhexanoate.
Weiter bezieht sich der Ausdruck "C1n-Säureester" aufFurther, the term "C 1n acid ester" relates to
en ιυ en ιυ
ein/Ester, worin der Säureteil des Moleküls insgesamt 10 Kohlenstoffatome enthält, während der Ausdruck 0C12**G22*"s&urees'*;er" slck auf jene Ester bezieht, worin der Säureteil des Moleküle mehr als 10 Kohlen- f > stoffatome aufweist, ' r an / ester in which the acid portion of the molecule contains a total of 10 carbon atoms, while the term 0 C 1 2 ** G22 * " s & urees ' * ; er " slck refers to those esters in which the acid portion of the molecule contains more than 10 carbon atoms. f> has material atoms, ' r
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MethyliBobutyrat-Äthylen-TelomeriBationenMethyliBobutyrate-Ethylene TelomeriBations
Gew.Weight
Katalysatqr $> Ketaly- Äthylen- Reaktions- Reaktions- CgSäure- Coöäure- C^Saure- C19-C99- Catalyst > Ketaly- Ethylene- Reaction- Reaction- C g acid- Coöäure- C ^ acid- C 19 -C 99 -
...4.— v.-0. aruck temperatur zeit Ester ^^ Β^βρ g^.... 4th - v.- 0 . aruck temperature time ester ^^ Β ^ βρ g ^.
butylperoxydDi-tert.-
butyl peroxide
O00
O
butylperoxydDi-tert -
butyl peroxide
00
—k
O
ro φ
00
—K
O
ro
43
4th
butylperoxyd
Di-tert·-
butylperoxydDift-tert.-
butyl peroxide
Di-tert -
butyl peroxide
1,01.0
1.0
oxydDicumylper "
oxide
peroxydCumene hydro
peroxide
(400)·35
(400)
(800)56
(800)
(800)56
(800)
(1200)84
(1200)
Klammerwerte bedeuten psig-WerteValues in brackets mean psig values
Das Beispiel 7 zeigt die Äthylentelomerisation vonExample 7 shows the ethylene telomerization of
mit
Isobutyllsobutyrat/DI-terte-butylperoxyd als Katalysator.with
Isobutyl sobutyrate / DI-terte-butyl peroxide as a catalyst.
98 £iger98 pounds
In einen 2~Liter-Rührautoclaven v/urden 864- g'Isobutylisobutyrat (6 Mol) und 4,68 g Di-terte-butylperoxyd (0,036 Mol) eingefüllt. Der Autoclav wurde mit Äthylen durchgespült und dann unter Rühren während 20 Stunden unter 63 Atmosphären Äthylendruck auf 14O0C erhitzt. Nachdem der Autoclav abgekühlt und entspennt war, wurde dieser entleert und das Rohprodukt destilliert. Es wurden insgesamt 310 g telomeres Produkt erhalten. Die Analyse und Rechnung zeigte, daß 5,8 Gewichtsprozent des Isabutylisobutyrats in Isobutyi—2,2-diniethyl— butyrat, weiter 5,9 Gewichtsprozent des Isobutylisobutyrats in Isobuty2r-2f2-Biraethylhexanoat, 4,0 Gewichtsprozent des Isobutyiisobutyrats in Isobutyl-2,2-dImethyloctanoat und das«2Q,2 Gewichtsprozent des Isobutyliso— butyrats in Ester mit mehr als 10 Kohlenstoffatomen in der Säureeinheit des Produktmoleküls überführt worden war»Into a 2 liter ~ Rührautoclaven v / ere 864- g'Isobutylisobutyrat (6 moles) and 4.68 g of di-tert filled e -butylperoxyd (0.036 mol). The autoclave was purged with ethylene and then heated under stirring for 20 hours under 63 atmospheres ethylene pressure at 14O 0 C. After the autoclave had cooled and relaxed, it was emptied and the crude product was distilled. A total of 310 g of telomeric product was obtained. The analysis and calculation indicated that 5.8 weight percent of the Isabutylisobutyrats in isobutyl- 2,2-diniethyl- butyrate, further 5.9 weight percent of the Isobutylisobutyrats in Isobuty2r-2 f-2 Biraethylhexanoat, 4.0 weight percent of the Isobutyiisobutyrats in isobutyl-2 , 2-dimethyl octanoate and the "2% by weight of the isobutyl isobutyrate had been converted into esters with more than 10 carbon atoms in the acid unit of the product molecule"
Das folgende Beispiel 8 zeigt die Äthylentelomerisation. von Isobutylisobutyrat mit Cumalhydroperoxyd als Katalysator*Example 8 below shows ethylene telomerization. of isobutyl isobutyrate with cumal hydroperoxide as a catalyst *
Beispiel βExample β
Ln einen 2—^iter-üührautoclaven miröen 576 g höchst- In a 2-liter autoclave a maximum of 576 g
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gereinigtes Isobutylisobutyrat (4 Mol)(mit etwa 0,002 fi Wasser) und 5,1 g Cumolhydroperoxyd (0,024 Mol) gegeben. Ber Autoclav wurde mit Äthylen ausgespült und unter Rühren unter 63 Atmosphären Äthylendruck (trocken) während 10 Stunden auf 2680C erhitzt. Hach dem Abkühlen und Entspannen wurde das fieaktionsprodukt aus dem Autoclaven entnommen und analysiert. Es enthielt β 1,1 Gewichtsprozent niedrigsiedende Anteile, 85,0 Gewichtsprozent Isobutylisobutyrat, 5,7 Gewichtsprozent Isobutyl-2,2-dimethylbutyrat,Purified isobutyl isobutyrate (4 mol) (with about 0.002 fi water) and 5.1 g cumene hydroperoxide (0.024 mol) were added. Ber autoclave was purged with ethylene and with stirring under 63 atmospheres ethylene pressure (dry) for 10 hours at 268 0 C heated. After cooling and releasing the pressure, the reaction product was removed from the autoclave and analyzed. It contained β 1.1 percent by weight of low-boiling fractions, 85.0 percent by weight of isobutyl isobutyrate, 5.7 percent by weight of isobutyl 2,2-dimethylbutyrate,
4.1 Gewichtsprozent Isobutyl-2,2-dimethylhexanoat, 1,7 Gewichtsprozent Isobutyl-2,2-dimethyloctanoat,4.1 percent by weight isobutyl 2,2-dimethylhexanoate, 1.7 percent by weight isobutyl 2,2-dimethyl octanoate,
1.2 Gewichtsprozent I8obutyl-2,2~dimethyld4eanoat und 0,5 Gewichtsprozent Isobutyl-2,2-dimethyldodecanoat.1.2 percent by weight of 18obutyl-2,2-dimethyld4eanoate and 0.5 weight percent isobutyl 2,2-dimethyldodecanoate.
In diesen Beispielen wurde eine Anzahl von Estern, die hinsichtlich ihrer chemischen Struktur ähnlich waren, einschließlich von Wethylisobutyrat und Isobutylieobutyrat mit Äthylen telomerisiert« Dazu wurde in jedem Falle ein 300 ml fassender Rührautoclav benutzt. Der Katalysator bestand aus Di-tert,-butylperoxyd· Es wurden vergleichbare Mengen Ester benutzt, wobei das Molverhältnis von Ester zu Katalysator in jedem einzelnen Falle etwa 1 : 0,006 wurde> Ber Estern jeweils mit dem Katalysator vermischt und in den Autoclaven gegeben, worauf derIn these examples a number of esters were found that were similar in chemical structure were telomerized with ethylene, including methyl isobutyrate and isobutylobutyrate a 300 ml stirred autoclave was used in each case. The catalyst consisted of di-tert-butyl peroxide Comparable amounts of ester were used, with the molar ratio of ester to catalyst in each individual case about 1: 0.006 was> ber esters in each case with the catalyst mixed and placed in the autoclave, whereupon the
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Autoclav mit Äthylen ausgespült und anschließend auf eine gewählte Reaktionstemperatur erhitzt und bei dieser Temperatur unter einem gewählten Äthylendruck während einer bestimmten (gewählten) Zeit erhitzt wurde· lach dem Abkühlen und Entspannen des Autoclaven wurde das Rohprodukt aus diesem entleert und das Material analysiert» Aus der folgenden !Tabelle gehen die im einzelnen benutzten Reaktionsbedingungen und die erhaltenen Versuchsergebnisse hervor.Rinsed the autoclave with ethylene and then on heated to a selected reaction temperature and at this temperature under a selected ethylene pressure the autoclave was heated for a certain (selected) time after cooling and releasing the pressure the crude product was emptied from this and the material analyzed »from the following table show the reaction conditions used in detail and the test results obtained.
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Beispiel EsterExample ester
fempe- Druck Zeit ratur Atm« Std. o-fempe- print time rature atm "hrs. o-
Xethylisobutyrat 151Xethyl isobutyrate 151
Isobutylisobutyrat 148Isobutyl isobutyrate 148
Isobutylisobutyrat 153Isobutyl isobutyrate 153
sec.-Butylacetat 148sec-butyl acetate 148
Me thyl-n-butyrat 147Methyl n-butyrate 147
Isobutylformiat 14fIsobutyl formate 14f
Diäthylmalonat 149Diethyl malonate 149
5555
54 .54.
56 56 ca· 53 5656 56 ca 53 56
5555
"Gehalt des Rohprodukte in Gewichtsprozent am "Content of the raw product in percent by weight am
flüssigen
Produktliquid
product
20,220.2
27,827.8
21,321.3
0,00.0
1.71.7
0,70.7
5,45.4
festem Produktsolid product
ca« 0,2 ca« 0,2 ca. 0,2ca «0.2 ca« 0.2 approx. 0.2
1.3 1.0 4,7 1.21.3 1.0 4.7 1.2
toto
Daraus geht hervor, daß andere Ester als Isobuttersäureester bei» verhältnismäßig mäßigem Überdruck mit Äthylen nicht in nennenswertem Umfang telomerisierbar sindj, und daß ein großer Teil des tatsächlich gebildeten Produkts aus Wachsen besteht,,This shows that esters other than isobutyric acid esters with relatively moderate excess pressure with Ethylenes cannot be telomerized to any appreciable extent, and that a large part of what is actually formed Product consists of waxes,
^Diese Beispiele bringen Versuchsergebnisse, die bei der Ithylenlelomerisation von Isobutylisobutyrat unter Bedingungen erhalten wurden, die so gewählt waren, daß die Bildung von Isabutylestern der 0g-, Cg-, CLq- und C12-2,2-Dimethylalkanoesäuren so hoch wie möglich war.^ These examples bring experimental results obtained at the Ithylenlelomerisation of isobutyl isobutyrate under conditions that were chosen so that the formation of the Isabutylestern 0g-, Cg, CLq- and C was 12 -2,2-Dimethylalkanoesäuren as high as possible .
undand
jedem Falle wurde das Isobutylisobutyrat/der Katalysator in einen 2-Liter-Rührautoclaven eingefüllt, worauf der Autoclav mit Äthylen ausgespült und auf di@ gewählte Reaktionstemperatur bei dem gewählten Keaktionsdruck erhitzt wurde. Diese Bedingungen wurden während derIn each case the isobutyl isobutyrate / the catalyst was placed in a 2 liter stirred autoclave, whereupon the autoclave is rinsed with ethylene and adjusted to the selected reaction temperature at the selected reaction pressure was heated. These conditions were made during the
folgenden
in der/Tabelle II angegebenen Zeiten aufrecht erhalten,
worauf der Autoclav gekühlt und entspannt wurde» Die einzelnen Isobutyl-2,2-dimethyialkanoate wurden durch
fraktionier«! tmx Destillation getrennt. Au3 der Tabelle
geht hervor, daß unter den erfindungsgemäß bevorzugten Bedingungen das Hauptumwandlungsprodukt aus einem Gemisch
der niederen Telomeren besteht. Tatsächlich bestanden mehr als 85 Gewichtsprozent der in den Beispielen 16 bis
21 erhaltenen Telomeren aus Estern von Cg-BCj2~*säuren»following
the times given in / Table II were maintained, whereupon the autoclave was cooled and let down. tmx distillation separately. The table shows that, under the conditions preferred according to the invention, the main conversion product consists of a mixture of the lower telomers. In fact, more than 85 percent by weight of the telomers obtained in Examples 16 to 21 consisted of esters of Cg-BCj2 ~ * acids »
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was Telomerestem mit 1 bis 4 Taxogen (Ithylen)- Einheiten pro Molekül entspricht.which corresponds to telomeric esters with 1 to 4 taxogen (ethylene) units per molecule.
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-P-P
φ ta οφ ta ο
A CQA. CQ
•Η• Η
-P-P
•3• 3
•ο• ο
FMFM
VOVO
τ- Oτ- O
CM OCM O
O OO O
VO OVO O
■Ρ · •Η-CJ φ+»■ Ρ · • Η-CJ φ + »
NCQNCQ
3 - Ζ ZZ A3 - Ζ ZZ A
S-PS-P
© W© W
fr ι Cjfr ι Cj
I 1 I Ή I 1 I Ή
CQ >»Φ £CQ> »Φ £
O -P «4 Π U Ή <β O Φ Φ £Μ-Ρ «β-Ρ Φ CO O SB O pc)O -P «4 Π U Ή <β O Φ Φ £ Μ-Ρ« β-Ρ Φ CO O SB O pc)
O CMO CM
CM OCM O
VO CMVO CM
VO CMVO CM
in O in O
O OO O
O »ΛO »Λ
τ- r»-cn vo ·*-^-τ- r »-cn vo * - ^ -
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CM CMCM CM
CM CMCM CM
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CM QOCM QO
inin
co cnco cn
vo invo in
CVlCVl
vovo
tr\tr \
CM CMCM CM
CMCM
OOOO
0000
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in τin τ
CMCM
CM CMCM CM
vovo
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inin
inin
CM CMCM CM
inin
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VO CMVO CM
O OO O
CMCM
τ— CMτ - CM
CMCM
VO CMVO CM
O OO O
O OO O
vooo mm vooovooo mm vooo
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κ\ inκ \ in
vo τ- cnvo τ- cn
O T-O T-
cncn
VOVO
inin
•P• P
ce αce α
+» ββ M+ »Ββ M
Φ A O U •βΦ AO U • β
rlrl
O OO O
OO
U t>»U t> »
•Ρ• Ρ
-P-P
-Pf* +»«rf-Pf * + »« rf
BM Φ MBM Φ M
4* O4 * O -PO -PO-PO -PO
IM IU IM IU I U I U
•Η 9• Η 9 -H 9-H 9 -H Φ-H Φ
^A RA RA^ A RA RA
•p«tf ^*ιβ• p «tf ^ * ιβ
■Ρ■ Ρ
•Η Φ• Η Φ
£3 Ω|£ 3 Ω |
• Ή A CQ• Ή A CQ vo t*- co cn ο *-vo t * - co cn ο * -
*- .ν * - .ν χ-χ- τ- CM CMτ- CM CM
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Diese Beispiele bringen Versuchsergebnisse der Äthylentelomerisation alt verschiedenen Estern der Isobuttersäure. Sämtliche Versuche wurden, wie für die Beispiele 1 bis 6 und 16 bis 21 angegeben, durchgeführt und die erhaltenen Produkte durch Destillation getrennt. Aus den Tersuchsergebnissen geht hervor, daß die Größe (Wert) Ton E in der Formel BOOCCH(CH^)2 keinen Einfluß auf die Telomerisation von Isobuttersäureestern hat. In Jedem lalle wurde für die Versuche 1 & tert.Butylperoxyd als Katalysator benutzt.These examples bring test results of the ethylene telomerization of various esters of isobutyric acid. All experiments were carried out as indicated for Examples 1 to 6 and 16 to 21 and the products obtained were separated by distillation. The test results show that the size (value) Ton E in the formula BOOCCH (CH ^) 2 has no influence on the telomerization of isobutyric acid esters. In each case, 1 & tert-butyl peroxide was used as a catalyst for the experiments.
eaterIsobutyrate
eater
0CTemp.
0 C
Atm.
(psiic.)pressure
Atm.
(psiic.)
(1200-1400)84-98
(1200-1400)
(1200-1490)84-104
(1200-1490)
(1350-1500)94-105
(1350-1500)
(1200-1325)84-95
(1200-1325)
Das Beispiel 27 zeigt die Propylenteloaerisation von Isofeutylisobutyrat mit M-tert.-butylperoxyd als Katalymator·Example 27 shows the propylene release of isofeutyl isobutyrate with M-tert-butyl peroxide as a catalyst
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isobutyrat und 4,6 g Di-tert.-butylperoxyd gegeben, Der Autoelav wurde mit Propylen ausgespült und unter einem Propylendruck von 56 Atmosphären 5 Stunden auf HO0C (unter Rühren) erhitzt. Nach dem Abkühlen undisobutyrate and 4.6 g of di-tert-butyl peroxide were added, the Autoelav was rinsed out with propylene and heated to HO 0 C (with stirring) for 5 hours under a propylene pressure of 56 atmospheres. After cooling down and
Abblasen des überschüssigen Propylens wurde das Reaktions-Blowing off the excess propylene, the reaction
(das telem, Produkt) produkt durch Destillation aufgetrennt. Es/bestand aus(the telem, product) product separated by distillation. It was made of
64 Gewichtsprozent Isobutylestern von C7-,C10- und C1,-Säuren und 36 öewichtsprozent höheren, flüssigen Telomeren.64 percent by weight of isobutyl esters of C 7 , C 10 and C 1 acids and 36 percent by weight of higher, liquid telomers.
zeigt
Das folgende Beispiel 28/die Propylentelomerisation von Methylisobutyrat mit Di-tert.-Butylperoxyd als
Katalysator»shows
The following example 28 / the propylene telomerization of methyl isobutyrate with di-tert-butyl peroxide as a catalyst »
In einen 2-Idter-Rührautoelaven wurden 929 g Methylisobutyrat und 3»2 g Di-terte-butylperoxyd gegeben, Dazu wurden 84 Atm Propylen eingedrückt und 3 Stunden auf 178°C erhitzt* Nach dem Abkühlen und Abblasen von überschüssigem Propylen wurde der Autoclav entleert und das Produkt durch Destillation getrennt« Es bestand zu 33 56 aus dem Methylester der 2,2-Dimethylpentanoe-In a 2-Idter-Rührautoelaven 929 g methyl isobutyrate and 3 »2 g of di-tert e -butylperoxyd given by 84 atm propylene were pressed and heated for 3 hours at 178 ° C * After cooling and venting of excess propylene, the autoclave emptied and the product separated by distillation «33 56 of the methyl ester of 2,2-dimethylpentanoe
bei zusammen . , ;at together. ,;
säure /sack 88 $> Methylestern von C„-, Cjq- und G-.--Säuren. acid / sack 88 $> methyl esters of C ,, -, Cjq- and G -.-- acids.
Das folgende Beispiel 29 'zeigt ein kontinuierliches Verfahren für die Athylentelomerisation von Isobmtyl-The following example 29 'shows a continuous Process for the ethylene telomerization of isobmtyl
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butyrat,
Beispiel 29 butyrate,
Example 29
Das benutzte Reaktionssystem ist in der beigelegten Zeich ung im Diagramm gezeigt. Der Reaktor 10 besteht aus einem zylindrischen Stahlgefäß von 35,6 cm Durchmesser. Das gesamte Volumen des Systems, einschließlich des dampfbeheizten Austauschers 12 und der fünfstufigen Zentrifugalpumpe 14 beträgt etwa 318 Liter. Das durch Leitungen 18 und 20 in den Speisebehälter 16 eingeführte Isobutylisobutyrat wird mittels einer regelbaren Speisepumpe 22 kontinuierlich in einer Menge von 95,3 leg stündlich oder 2 270 kg täglich (in den Reaktor) eingespeist· Das als Katalysator benutzte Di-tert,-butylperoxyd wird über eine Leitung 24 einem Katalysatormischbehälter 26 zugeführt, wo es fortlaufend mit einem kleinen Beil des aus der Leitung 18 durch eine Leitung 28 entnommenen Isobutylisobutyratstroas gemischt wird» Eine 20j£ige Lösung des Katalysators in Isobutylisobutyrat wird durch eine getrennte Zuteilpumpe 30 in eine Leitung 32 derart eingespeist, daß 0,4 bis 1,31 Gewichtsprozent davon, bezogen auf den laobutylisobutyrathauptstrom, der Leitung 34 kommen·The reaction system used is shown in the accompanying drawing in the diagram. The reactor 10 consists from a cylindrical steel vessel 35.6 cm in diameter. The entire volume of the system, including the steam-heated exchanger 12 and the five-stage Centrifugal pump 14 is approximately 318 liters. That introduced into the feed vessel 16 through lines 18 and 20 Isobutyl isobutyrate is continuously in an amount of 95.3 leg by means of a controllable feed pump 22 fed hourly or 2 270 kg daily (into the reactor) · The di-tert-butyl peroxide used as a catalyst is fed via a line 24 to a catalyst mixing tank 26, where it is continuously with a small hatchet of the isobutylisobutyrate stroas removed from line 18 through line 28 is mixed becomes »A 20-year solution of the catalyst in isobutyl isobutyrate is fed through a separate metering pump 30 into a line 32 in such a way that 0.4 to 1.31 percent by weight thereof, based on the laobutylisobutyrate main stream, come from line 34
Um die !Temperaturregelung zu erleichtern, wird ein Flüssigkeitsstrom vom Boden des ReaktabnßÄKEfMÄEB 10 Über eine Leitung 36 abgezogen und mittels der Pumpe 14To facilitate temperature control, a stream of liquid is drawn from the bottom of the reactor Withdrawn via a line 36 and by means of the pump 14
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1 28 1 28
— 28 -»- 28 - »
durch eine Leitung 38, den WärSMeamstausöher 12 undthrough a line 38, the WärSMeamstausher 12 and
0 in d«n Reaktor
eine Leitung 4Ä/"urückgeführtc Aus ©inem Gasbehälter0 in the reactor
a line 4Ä / "led back c from © in a gas container
durch wird mittels einea Kompressors 46 m&/eine Leitung 48by means of a compressor 46 m & / a line 48
Äthylen mit einem Druck von etwa 50 bis 58 Atm«Ethylene with a pressure of about 50 to 58 atm "
Der Äthylenatrom, der Katalysatoratroiat derThe ethylene atom, the catalyst atom of the
eins
Reaktor* /one
Reactor * /
kreislaufstrom und der leobutylisobutyratatro» misohtn sich ■ ia der Lsitung 58 mnä bilden den über den Austauscher 12 und föüfe Ii«ltung 40 den Haaktor eintretend eis, Heakto^feaseMöfeungsetroBi· Die ' Eeaktionsteitperatur wird durch Behinderung des Dampf drucke auf dem Wärmeatist&u&elier 12 auf 183 * 30G gehalten» U1, ii„ se wird der BsscMclcungeetrom, 4* naoMeai wie erforderlich, erhitzt oder gekühlt*The circulation stream and the leobutylisobutyratro »misohtn ■ generally the solution 58 mnä form the ice entering the hair actuator via the exchanger 12 and the outlet 40. HeaktofeaseMöfeungsetroBi 3 0 G held » U 1 , ii" se the BsscMclcungeetrom, 4 * naoMeai as required, heated or cooled *
Von dem Reaktor fließt das Heakt Lciieprodukt durcli eine leitung 50 in eine Bampf-FlUselgkeitetrennvorrichtung 55( von wo niftht in EeaktioE getretene« Äthylen durch leitungen 5+ und 56 in de» Gaab«hSlter 44 zuriiok» geführt wird« Bas durch eine Leitung 58 abgezogen·, flüssige Produkt läuft durch einen Behälter 60, ein· Piunpe €2 und eine Leitung 64 zu einer Destillation««· kolonne €6, die eintn Durohaeeawr von ?0#5 om und ein· Höhe von 9#14 * «ufweist und eine yüllköryerkolonne 1st« Sa« nicht in Reaktion getreten· XeobutyliÄobutrrJit wird hierin abgeetreift und durch «in» Leitang 68 ohn· Wolter« Reinigung iÄ in d«n !«obutylieobutyrrnt·The bulk of the product flows from the reactor through a line 50 into a steam-liquid separating device 55 (from which ethylene which has not entered into action is withdrawn through lines 5+ and 56 in the "Gaab" filter 44, but is withdrawn through a line 58 ·, Liquid product runs through a container 60, a · Piunpe € 2 and a line 64 to a distillation column € 6, which has a Durohaeeawr of? 0 # 5 om and a · height of 9 # 14 * «and a yüllköryerkolonne if "Sa" did not react · XeobutyliÄobutrrJit is stripped here and cleaned by «in» Leitang 68 ohn · Wolter «in d« n! «obutylieobutyrrnt ·
' · ■ BAD ORiGINAL'· ■ BAD ORiGINAL
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epeisebehälter 16 zurückgeführt« Die telomeren Produkte werden schließlich durch eine Leitung 70 zwecks Trennung durch Destillation abgezogen«epeisebehäler 16 returned «The telomere products are finally withdrawn through a line 70 for the purpose of separation by distillation «
In der Zeichnung bedeuten die Abkürzungen nP.G»M und FtB.G«n Druckregler und schreibende Druckregler der bekannten Art«In the drawing the abbreviations mean n PG "M and FtB.G 's pressure regulator and writing pressure regulator of known type"
Die i» einzelnen eingehaltenen, durchschnittlichen Bedingungen» Umwandlungsgrade· Ausbeuten und Produktverteilungen im Verlaufe eines sich über 15 Tage erstreckenden Versuches nach dem kontinuierlichen Verfahren von Beispiel 2 sind in der Tabelle IV wiedergegeben·The individual average conditions observed, degrees of conversion, yields and product distributions in the course of an experiment extending over 15 days after the continuous one Procedures of Example 2 are given in Table IV
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Safcelle ITSafcelle IT
9797
Tag Temp. Druck Gewichte-· Kontakt- Molprozent Umwand- Gewichta-Nr. ο« Atm· prozent zeit in lunff pro, !Durchhang pro ζ ent Day temp. Pressure weight · contact mole percent conversion weight a no. ο «Atm · percent time in l unff pro ,! Dur ch hang pro ζ ent
Katalyea·» Std» Te ,„i- V+-U , " TelomeresKatalyea · »Std» Te , "i- V + -U," Telomeres
Beechätoc ieobutyrat d n m JJJ^ lung tor aus Beechätoc ieobutyrat d n m JJJ ^ lung tor from
tretendenkicking
Materialmaterial
gelomerenverteilting, Grewichtsprogentgelomer distribution, weight percentage
3030th
G CG C
10 1210 12
G14""°22 G 14 "" ° 22
'16'16
23 21 16 1023 21 16 10
15 189 57i5 1,3115 189 57i5 1.31
2,52.5
2424
9696
35 29 33 1035 29 33 10
Aufier den verschiedenen, oben erörterten Merkaalen, die daa erf imdungagem&ee Terf ahren iron den bekannten Telomerisatioiurrtrfahren unterscheiden, unterscheidet sich da« er~ findungsgemäee Verfahren ron diesen noch in einem weiteren wichtigen Merkmal, wenn Isobutylisobutyrat als felogen Terwendet wird« D.h. es tritt neben der Hauptreaktion, wobei daa Olefin «η da« Kohlenstoffatom Ir. 2 der Xeobutteraävreeinheit des Seter· addiert wird, auch Addition des Olefins an da« lohlenatoffatcm Vr. 2 der Isobutylalkoholeinheit ein· Dementsprechend können nach dem erf indungsgemäfien Terfahren Produkte der folgenden Art erhalten werden» wobei da« UBLtML aufgeführte Produkt rom Typ X das Hauptprodukt bildet und in einem molaren Verhältnis ron etwa 10ti sn den ebenfalls gebildeten Produkten rom Typ II und III entsteh«.On the various characteristics discussed above, the The fact that erf imdungagem & ee Terf ahreniron differ from the known telomerization processes is different inventive method ron these in a further important feature when isobutyl isobutyrate is used as a felogen, i.e. it occurs alongside the main reaction, whereby daa olefin «η da« carbon atom Ir. 2 of the Xeobutteraavre unit of the Seter · is added, also addition of the olefin to da «lohlenatoffatcm Vr. 2 of the isobutyl alcohol unit a · Accordingly, according to the method according to the invention, products of the following type can be obtained "where as «UBLtML listed product rom Type X the main product forms and in a molar ratio ron about 10ti sn the likewise formed products of type II and III arise ”.
01. 0 CH,01. 0 CH,
1l2 1 l 2
«, ο οι,«, Ο οι,
ψη 11ψη 11 »J-O_J3~O-OH2-C-(CH2TOR1l2)nI»J-O_J3 ~ O-OH 2 -C- (CH 2T OR 1 l 2 ) n I
οι. ο οι-οι. ο οι-
01«01 «
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1 21 2
In den obigen Formeln bedeuten E und E Wasserstoff«- atome oder niedere Alkylgruppen und ist η eine gansse Zahl iron 1 bis, 1ββ In the above formulas, E and E denote hydrogen atoms or lower alkyl groups and η is a whole number iron 1 to, 1β β
Wie bereits gesagt^ sind die 2,2-Dimethylalkanoesäureestei'g die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können, \?ertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung von 2t2-Dimethylalkanoesäuren und 2f2~3)iinethylalkanolaisowie verschiedenen Derivates derartiger Säuren und Alkohole© Verbindungen des obengeaarmten fyps I, die» wie gesagt, das Haupt» produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens bilden, sowie auch Verbindungen vom fyp III kdaneii söfcaüdESSk untes? @w&TgiBek®m, HydrolysebiliaguBgesi zu 2,2-Dimetfcylalkenoesäiiren des Typs^ As already mentioned, the 2.2-Dimethylalkanoesäureestei'g which can be produced by the inventive process, \? Ertvolle intermediates for the preparation of 2 t 2 Dimethylalkanoesäuren and 2 f 2 ~ 3) iinethylalkanolaisowie various derivative of such acids and alcohols © Compounds of the above-armored type I, which "as I said, form the main" product of the process according to the invention, as well as compounds of the type III kdaneii söfcaüdESSk below? @ w & TgiBek®m, HydrolysebiliaguBgesi to 2,2-dimethylalkenoic acids of the type
OH- 0OH- 0
'S*) ~G C-OE'S *) ~ G C-OE
η ιη ι
1 21 2
hydrolysiert werden, worin R , S und-η die oben engegeben© Bedeutung haben*are hydrolyzed, in which R, S and -η are given above © Have meaning *
Verbindungen des fyps XI und. des fyps III können unter energischen Hydrolyaebiedingungen in 2,2-ΦΙϊε«·» thylElkanole des fypβConnections of fyps XI and. des fyps III can under vigorous hydrolysis conditions in 2,2-ΦΙϊε «·» thylElkanole des fypβ
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?3
H(CH0-CR1R2) -C CH0-OH? 3
H (CH 0 -CR 1 R 2 ) -C CH 0 -OH
1 2
tiberführt werden, worin R , R und η ebenf0.11s die1 2
be converted, in which R, R and η are also the
oben angegebene Bedeutung haben. Zusätzlich können diehave the meaning given above. In addition, the
Lr*Lr *
Ester sämtlicher genannter drei TypenYin 2,2-Dimeth.yltlkanoIe (durch Reduktion bzw· Hydrierung^überführt werden«Esters of all three types mentioned y in 2,2-Dimeth.yltlkanoIe (converted by reduction or hydrogenation will"
inin
Ein weiteres,/den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallendes, wertvolles Verfahren umfaßt die Acidolyse des Esters vom Typ I mit Isobuttersäure zu 2,2-Dimethylalkanoesäuren nach den folgenden Gleichungen:Another / beyond the scope of the present invention Another valuable process involves the acidolysis of the Type I ester with isobutyric acid to give 2,2-dimethylalkanoic acids according to the following equations:
♦ 3CH,
♦ 3
-C-O-R0
-COR
♦ 5 « H9SO.CH, 0
♦ 5 «H 9 SUN.
C Γ?
C.
t 3 η
•*C C-OH
* ιCH- O
t 3 η
• * C C-OH
* ι
HC--C-O-RCH, 0
HC - COR
CH, CH,CH, CH,
2,2-Dimethylalkanoeeäure Isobuttersäuree&ter2,2-Dimethylalkanoic acid isobutyric acid & ter
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Die Reaktion wird in der "V/eise ausgeführt, daß der telomere Ester vom Typ I in· Anwesenheit eines sauren Katalyse^to&rs, wie beispielsweise Schwefelsäure,mit Iaobuttersäure erhitzt wirde Ein wichtiger Vorteil dieses Verfahrens besteht darins daß der ursprünglicheThe reaction is else performed in the "V / that the telomere ester type I in · presence of an acid catalysis ^ to & rs, such as sulfuric acid, is heated with Iaobuttersäure e An important advantage of this method is s that the original
Isobuttersäureester, der für die Herstellung des telomerenIsobutyric acid ester, which is used for the production of the telomer
eines
Esters benutzt wird, als/der Reaktionsprodukte entstehtone
Esters is used as / the reaction products are formed
und natürlich in die Telomerisationsreaktion zurückgeführt werden kann» Ein weiteres zyklisches Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin*, den Ester vom Typ II in Anwesenheit eines Katalysators, wie beispielsweise eines Alkalimetallalkoholate, wie Natriumisobutylat, mit Isobutylalkohol der Alkoholyse zu unterwerfeng wobei ein Produkt erhalten wird, das aus dem 2,2«-Dimethyl<?> alkanol des Typscan be and returned naturally in the telomerization reaction "Another cyclic process according to the invention is the ester of type II in the presence of a catalyst such as an alkali metal, such as Natriumisobutylat, with isobutyl alcohol to alcoholysis to unterwerf en g being obtained * a product that from the 2,2 «-dimethyl <?> alkanol of the type
HO-CH0-C-(CH9-CR1R )JHHO-CH 0 -C- (CH 9 -CR 1 R) JH
GHGH
und dem Isobuttersäureeatar^ wie er f^r die Herstellung des telomeren Esters benutzt wird9 besteht. Auch hier wird der betreffende Isobuttersäureester anschließend in die Telomerisationsreaktion zurückgeführt«and the isobutyric acid atar as it is used for the preparation of the telomeric ester 9 . Here, too, the isobutyric acid ester in question is then returned to the telomerization reaction «
Obwohl die nach dem erfindungagemäSen Verfahren gebildeten Ester unter energischen Bedingungen durch Hydrolyse zu den betreffenden Säure« und Alkoholkomponenten zersetztAlthough those formed by the method according to the invention Ester decomposed under vigorous conditions by hydrolysis to the acid and alcohol components concerned
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werden können, wie eben auseinandergesetzt wurde, so eind diese Ester doch an eich gegenüber einer Hydrolyse sehr widerstandsfähig. Daher werden bei bevorzugten Verfahren gemäß der Erfindung die telomeren Ester in einer ersten Stufe nach dem neuen erfindungsgemäßen Telomerisationsverfahren hergestelltcan be, as has just been explained, so these esters can be compared to one Very resistant to hydrolysis. Therefore, in preferred methods according to the invention telomeric esters prepared in a first stage by the new telomerization process according to the invention
■weiten und in einer anschließendent/stufe diese Ester durch ▼erkracken oder durch Hydrierung in 2,2-Dimethylalkanoesäurqnbzw. 2,2-Diraethylalkanole überführt«■ expand and in a subsequent / graduate these esters ▼ crack or by hydrogenation in 2,2-Dimethylalkanoesäurqnbzw. 2,2-Diraethylalkanols transferred "
Das Verfahren, wonach die Ester in 2,2-Diinethylalkahole überführt werden, umfaßt eine Reduktionsstufe, wobei die Ester über einem Hydrierungskatalysator bei höherer Temperatur, nämlich bei einer Temperatur von 200 bis 4000C, vorzugsweiseyetwa 25O0C, und unter einem Wasserstoff druck von etwa 210 bis 420 Atm, hydriert werden. Geeignete Katalysatoren sind u» a, KupferpcSchromit, Bariumkupferohromit, Raneynickel, Platin, Palladium und dergleichen, wobei die betreffenden Katalysatoren entweder für eich allein oder auf einem geeigneten Trägermaterial benutzt werden. Ein für die Hydrierung von 2,2-Dimethylalkanoesäureestera besonders bevorzugter Katalysator 1st ein Bariumkupferchromit-Typkatalyeator, wie beispielsweise ein Katalysator, der etwa 33 Gewichts* pro sent Kupfer In Form von Kupferoxyd, etwa 38 Ge*· wlohtsprocent Chrom in form von Cr2O,, etwa 10 Jt Barium in Form von BaO und als Rest im wesentlichenThe process, according to which the esters are converted into 2,2-Diinethylalkahole, comprises a reduction stage, wherein the esters over a hydrogenation catalyst at higher temperature, namely at a temperature of 200 to 400 0 C, preferablyy about 250 0 C, and under a hydrogen pressure from about 210 to 420 atmospheres. Suitable catalysts include copper-chromite, barium copper-ohromite, Raney nickel, platinum, palladium and the like, the catalysts in question being used either alone or on a suitable carrier material. A catalyst which is particularly preferred for the hydrogenation of 2,2-dimethylalkanoic acid esters is a barium copper chromite type catalyst, such as, for example, a catalyst which contains about 33 percent by weight per cent of copper in the form of copper oxide and about 38 percent by weight of chromium in the form of Cr 2 O ,, about 10 Jt of barium in the form of BaO and the remainder essentially
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Siliciuradioxyd enthält„ Silicium dioxide contains "
In dem folgenden Beispiel ist ein 2~Stufen-Verfahren gemäß der Erfindung beschrieben, wobei die in der ersten Telomerisationsstufe erhaltenen Ester anschließend zu 2,2-Dimethylalkanolen hydrierend reduziert werden» Das in diesem Beispiel für die 1. Stufe benutzte Estermaterial bestand aus einem Gemisch von Isobutylieobutyrat und Isob&tyl~2,2-dimethylbutyrat, wovon das letztere vorher durch Telomerisation hergestellt worden war«The following example is a 2 ~ step process described according to the invention, the esters obtained in the first telomerization stage then being reduced by hydrogenation to 2,2-dimethylalkanols will »The one used in this example for the 1st stage Ester material consisted of a mixture of isobutylobutyrate and isobutyl ~ 2,2-dimethylbutyrate, the latter of which had previously been produced by telomerization "
Ein Gemisch aus 2 540 kg Isobutylisobutyrat und 19»96 kg Isobutyl-2,2-dimethylbutyrat wurde in einen 318 Liter fassenden Eeaktor aus Stahl während einer Zeitdauer von 24 Stunden eingespeist» Ebenfalls eingespeist wurden 418,2 kg Äthylen und 14,06 kg Di-tert.-butylperoxyd (DTBP), Die durchschnittliche Kontaktaelt betrug 2,5 Stunden und die Katalysatorkonzentration 0,55 kg DTBP/kg Isobutylisobutyrat» Die Heaktortemperatur wurde bei 1860C gehalten und der Druck betrug etwa 57,5 Atm« Das den Reaktor verlassende Material bestand aus 2 08? kg Isobutylisobutyrat und 810 kg igelomerenjprodukten· Auf Grund der Analyse enthlit die Telomerenfraktion 23*4 $ leobutyl-Gg-ester, 21,4 i> lsobutyl«*08«eeter# Ht 3 'f> Ieobutyl-C .«ester, 10,7 $ Isobutyl**C1„«eeterf A mixture of 2,540 kg of isobutyl isobutyrate and 19 96 kg of isobutyl 2,2-dimethylbutyrate was fed into a 318 liter steel reactor over a period of 24 hours. 418.2 kg of ethylene and 14.06 kg of di -tert-butyl peroxide (DTBP), Kontaktaelt the average was 2.5 hours and the catalyst concentration is 0.55 kg DTBP / kg isobutyl isobutyrate "the Heaktortemperatur was maintained at 186 0 C and the pressure was about 57.5 atm" the reactor leaving material consisted of 2 08? isobutyl isobutyrate kg and 810 kg · igelomerenjprodukten on the analysis enthlit the Telomerenfraktion 23 * 4 $ leobutyl-Gg-ester, 21.4 i> isobutyl "* 0 8" eeter # Ht 3 'f> Ieobutyl-C. "ester, 10 , 7 $ isobutyl ** C 1 "" eeter f
10
5f5 i» Isobutyl'-Ci .-ester, 41 #0 % Isobutyl-Cjg-eBter10
5 f 5 i » isobutyl'-Ci. -Ester, 41 % 0% isobutyl-Cjg-eBter
und 20t7 $ Ieobutyl-C,jg-ester bia C*0*-ester« Das Eohproduktand 20 t 7 $ leobutyl-C, jg-ester bia C * 0 * -ester « The Eohprodukt
BAD ORIGiNAL 809810/1292 ORIGINAL BATHROOM 809810/1292
wurde zunächst in eine Abstreifkolonne für das Isobutylisobutyrat
Überführt, woraus 2 041 kg desselben am *"opf abdestilliert und in den Prozeß zurückgeführt wurden·
Sie telomeren Produkte wurden in das Reinigungssystem überführt, wo 188,2 kg Isobutyl-2,2-dimethylbutyrat,
172,4 kg Isobutyl-2t2-dimethylhexanoat, 113,4 kg Ibq~
butyl-2,2-dimethyloctanoat, 86,2 kg Isobutyl-2,2-dimethyldecanoat,
45,4 kg Isobutyl-2,2-dimethyldodecanoat,
31,8 kg l8obutyl-2,2-dimethyltetradecanoat und 166 kg
Ieobutyl-2,2-dimethylliexadecanoat bis zum Isobutyl-2,2-dioethylootacosanoat
abgetrennt wurden« Die Isobutyl-2,2-dimethylhexadecanoatfraktion
wurde zur W weiteren Yerwendung als Mischester aufbewahrt, während die anderen
telomeren Ister der Reihe nach in eine Hydrierungseinheit überführt wurden, wo sie in Kontakt mit einem Bariumkupferehromitkatalysator
bei etwa 2500C und unter
einem Wasserstoffdruck von etwa 210 bis 420 Atm. in
2,2»Dimethylalkanole und Isobutanol umgewandelt wurden·
Mach dem Abtrennen des Isobutanols durch Destillation wurden die reinen Alkohole erhalten, deren einzelne
Sengen und Eigenschaften in der folgenden Tabelle T
aufgeführt sind.was first transferred to a stripping column for the isobutyl isobutyrate, from which 2,041 kg of the same were distilled off at the opf and returned to the process.
172.4 kg isobutyl-2 t 2-dimethylhexanoate, 113.4 kg IBQ ~ butyl-2,2-dimethyloctanoate, 86.2 kg isobutyl-2,2-dimethyldecanoat, 45.4 kg isobutyl-2,2-dimethyldodecanoat, 31.8 kg of 18obutyl-2,2-dimethyltetradecanoate and 166 kg of ieobutyl-2,2-dimethylliexadecanoate were separated off until the isobutyl-2,2-dioethylootacosanoate. were transferred while the other telomeric hedgehog sequentially into a hydrogenation unit, where they in contact with a Bariumkupferehromitkatalysator at about 250 0 C and
a hydrogen pressure of about 210 to 420 atm. in
2.2 »Dimethylalkanols and isobutanol were converted. After the isobutanol was separated off by distillation, the pure alcohols were obtained, their individual
Singe and properties in the following table T
are listed.
309810/1292309810/1292
»Ρ»Ρ
ιηιη
toto
J)O • OCMJ) O • OCM
fcO PiOCMfcO PiOCM
σ»
coσ »
co
CMCM
coco
O GO CMO GO CM
coco
IOIO
T-Kv COT-Kv CO
VOVO
coco
toto
coco
IOIO
co o"co o "
O OO O
CQ OCQ O
CMCM
inin
1010
coco
CMCM
VOVO
O VOO VO
vo ί-vo ί-
Ο VOΟ VO O voO vo
Ο VO I—Ο VO I—
Pi-H « ·Pi-H «·
« ο«Ο
•HOVO• HOVO
CQO HCQO H
VOVO
•o•O
IO CMIO CM
CMCM
CMCM CMCM
l-CMl-CM
IOIO
CMCM
OQOQ
CQCQ
T-CMT-CM
ΟΛΟΟΛΟ
Ο"* τ- CMΟ "* τ- CM
CMCM
CMCM
VOCO f-VOVOCO f-VO
4» O O4 “O O
CM CMCM CM
Jbct η .οJbct η .ο
ΙΟΗΙ VOlOΙΟΗΙ VOlO
H OHO
CM CMCM CM
lO^Q t—HlO ^ Q t-H
IO H CM T-IO H CM T-
{Γχ-χί· OCMlO{Γχ-χί · OCM10
rTw 9 W rTw 9 W
Q O 9> ■ÖQO 9> ■ Ö
o coo co
O tH O tH
■d +*■ d + *
ο οο ο
■d +»■ d + »
I H I H
I II I
CM CMCM CM
CM CMCM CM
ORIQIMAL INSPECTEDORIQIMAL INSPECTED
10/1210/12
Alkohole, wie die in der Tabelle V aufgeführten, dieAlcohols such as those listed in Table V, the
also durch Hydrierung der erfindungsgemäß erhaltenenthat is, by hydrogenation of those obtained according to the invention
hier
teloaeren Ester nach dem/angegebenen Verfahren erhaltenhere
teloaeren ester obtained by the / indicated method
werden, sind durch ihre außergewöhnliche thermische und hydrolytische Beständigkeit ausgezeichnet. Sie können dazu verwendet werden, um Ester herzustellen, die die gleichen Eigenschaften besitzen, und die mit vielen Polymeren verträglich sind, sowie als Schmiermittel und Plastifizierungsmittel wertvoll sind. Auch sind diese Alkohole brauchbar als Zwischenprodukte für die Herstellung von Detergentien,are characterized by their exceptional thermal and hydrolytic resistance. You can do this can be used to make esters which have the same properties and which are compatible with many polymers as well as being valuable as lubricants and plasticizers. Also these are alcohols useful as intermediate products for the manufacture of detergents,
Das erfindungsgemäfl für die Herstellung von 2,2-Dimethylalkanoesäuren bevorzugte Verfahren umfaßt eine 1, Stufe,in der 2,2-Dimethylalkanoesäureester durch Telomerisation hergestellt werden und eine sich anschließende 2. Stufe, worin die in der 1· Stufe erhaltenen felomerenlster zu den entsprechenden 2,2-Dimethylalkanoesäuren gekrackt werden* Diese Krackung wird unter Bedingungen ausgeführt, die ausreichend energisch sind, um das Estermolekül an der* Bsterbindung zu spalten und die entsprechende Säure zu bilden, ohne daß eine allzu große Spaltung von Kohleiaetoff-Kohlenstoffbindungen eintritt, Das hierfür bevorzugte Verfahren besteht in der thermischen Krackung der betreffenden Ester bei einer Temperatur von oberhalb 40O0C und vorzugsweise unter etwa 7000C, Doch können die betreffenden Ester auch in Anwesenheit voa geeignetenThe preferred process according to the invention for the preparation of 2,2-dimethylalkanoic acids comprises a 1st stage, in which 2,2-dimethylalkanoic acid esters are prepared by telomerization, and a subsequent 2nd stage, in which the telomeric esters obtained in the 1st stage are converted to the corresponding 2,2-Dimethylalkanoic acids are cracked The preferred method consists in the thermal cracking of the esters in question at a temperature of above 40O 0 C and preferably below about 700 0 C. However, the esters in question can also be suitable in the presence of voa
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Krackkatalysatoren, wie beispielsweise ix verschiedener synthetischer oder natürlicher Katalysatoren, wie etwa Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd, Siliciumdioxyd-Zjtrkonoxy*, Silieiumdioxyd-iiagnesiumoxyd, usw. gekrackt werden»Cracking catalysts such as ix different synthetic or natural catalysts, such as silica-alumina, silica-zirconoxy *, Silicon dioxide-magnesium oxide, etc. are cracked »
Dus folgende Beispiel beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von 2,2-Dimethylalkanoesäuren durch Krackung gemäß der Erfindung.The following example describes a process for the preparation of 2,2-dimethylalkanoic acids by cracking according to US Pat Invention.
In ein für das Arbeiten unter Druck geeignetes Reaktionsgefäß aus rostfreiem Stahl wurden 48,25 kg Isobutylisobutyrat In a stainless steel reaction vessel suitable for working under pressure was placed 48.25 kg of isobutyl isobutyrate
und 0,289 kg Di-tert.-butylperoxyd eingeführt» Es geschahand 0.289 kg of di-tert-butyl peroxide introduced »It happened
ebenfallealso
dies kontinuierlich und wurde das ReaktionsprodukVkontinuierlich während des Versuches abgeführt, der insgesamt 96 Stunden dauerte» Dabei wurde zugleich in dem Maße, wie es erforderlich war, um den ßesamtdruck auf etwa 54 Atm» einzuhalten, Äthylen hinzugedrückt und außerdem eine leichte, positive Ithylenspülung durch das System aufrecht erhalten» Das Reaktionsgefäß selbst bestand aus einem 76,2 mm starken,rostfreien Stahlrohr, welches 6 Liter faßte. Das gesammelte Reaktionsprodukt wog 53·9this became continuous and the reaction product became continuous carried away during the experiment, which lasted a total of 96 hours it was necessary, in order to keep the total pressure at about 54 atmospheres, ethylene added, and also one slight, positive ethylene purging maintained by the system »The reaction vessel itself consisted of one 76.2 mm thick, stainless steel tube, which is 6 liter grabbed. The collected reaction product weighed 53 x 9
Die durchschnittlichen Reaktionsbedingungen waren 169°Ct The average reaction conditions were 169 ° C t
Druck
etwa 54 Atmj/und 12 Stunden Kontaktzeit, während 0,6 gpressure
about 54 atmj / and 12 hours of contact time while 0.6 g
Di-terte-butylperoxyd/100 g Isobutylisobutyrat jsugeeetzt wurden« Zwecke Zurückführung in dasDi-tert-butyl peroxide / 100 g of isobutyl isobutyrate added were «purposes tracing back to that
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Beaktionsgefäß wurden 31 kg IsobutyÜBobutyrat aus dem Reaktionsprodukt abgestreift· Die destillativ und chromatographisch durchgeführte Analyse zeigte, daß 18,1 i» des telomeren Produkts aus Isobutyl-2,2-dimethylbutyrat, 16,6 $> aus Isobutyl-2,2-dimethylhexanoat, 12,7 £ aus Isobutyl-2,2-dimethyloctanoat, 9,4 5t aus Isobutyl~2,2-dimetliyldecanoat, 26,6 56 aus Isobutylö-j-ieobutyl-C-g-5elomeren und 16,6 $> aus Isobutyl-CpQ-ieobutyl-O»0-Teloiaeren bestanden· Ein Teil der Isobutyl-Cg-, Ieobutyl-Cg und Isobutyl-CjQ-Telomeren wurde entsprechend dem folgenden Yerfanren in die entsprechenden Säuren überführte Cg, Cg usw. bezeichnen die Anzahl der Kohlenstoffatone im Säureteil des betreffenden Seters·Beaktionsgefäß 31 kg IsobutyÜBobutyrat were stripped from the reaction product · The distillation and chromatography analysis carried out showed that 18.1 i "of telomeric product of isobutyl-2,2-dimethylbutyrate, 16.6 $> from isobutyl-2,2-dimethylhexanoate, 12.7 £ from isobutyl-2,2-dimethyloctanoate, 9.4 5t dimetliyldecanoat 2.2 from isobutyl ~ 26.6 56 Isobutylö-j-ieobutyl-Cg-5elomeren and 16.6 $> from isobutyl CPQ -ieobutyl-O »0-Teloiaeren passed · Some of the isobutyl-Cg-, Ieobutyl-Cg and isobutyl-CjQ telomers were converted into the corresponding acids according to the following formula: Cg, Cg etc. denote the number of carbon atoms in the acid part of the concerned seters
In einen geheizten, röhrenförmigen Krackreaktor, der mit "Vyeor glass chips" gefüllt war, wurden 1 085 ml Isobutyl-2,2-dimethylbutyrat eingeführt, und zwar 169 ml stündlich, wobei die durchschnittliche Reaktortemperatur 57O0C betrug· Bas Beaktlonsprodukt war 4,03 normal. Es wurden gewonnen 495 ml 2,2-Dimethylbuttersäure neben 260 ml Isobutylen. Die durchschnittliche Kontaktseit betrug 11,1 Sekunden. Die Ester-Säureumwandlung betrug 65 i> und die Ausbeute 88 ^. Ähnlich wurden 1 675 ml ¥ Isobutyl-2,2-dimethylhexanoat und 1 410 ml Iaobutyl-2,2-dimethyloctanoat in die beschriebene Krackeinheit der Reih· nach eingeführt· Bei 59O0C und einer Kontaktzeit Ton 9,7 Sekunden wurden bei einer Ausbeute von 84 Ί» 68,5 £ des 2,2-Dimethylhexanoate in 2,2-Dimethylhexanoesäure überführt. Bei 5700C in einer Kontaktxeit von 9,6 Sekunden ward· bei einer Auebeut· τοη 88 £ eine 67^ige ÜberführungIn a heated, tubular cracking reactor, which was filled with "Vyeor glass chips", 1,085 ml of isobutyl-2,2-dimethylbutyrate were introduced, namely 169 ml per hour, the average reactor temperature being 57O 0 C. Basal reaction product was 4, 03 normal. 495 ml of 2,2-dimethylbutyric acid and 260 ml of isobutylene were obtained. The average contact time was 11.1 seconds. The ester-acid conversion was 65 i> and the yield 88 ^. Similarly were 1675 ml ¥ isobutyl-2,2-dimethylhexanoate and 1 410 ml Iaobutyl-2,2-dimethyloctanoate introduced into the cracking unit described the lined · to · 0 At 59 ° C and a contact time tone were 9.7 seconds at a yield of 84 » 68.5 of the 2,2-dimethylhexanoate converted into 2,2-dimethylhexanoic acid. At 570 0 C in a Kontaktxeit of 9.6 seconds at a ward · · Auebeut τοη 88 £ ^ a 67 owned transfer
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von Ieobutyl-2>2-dimethyloctanoat in 2t2-Dimethyloctanoe<säure erreicht» Die angefallenen Säur en wurde im übrigen durch. Destillation gereinigt« Die Siedepunkte und Neutralisationsäquivalente wurden beetimmt und mit bekannten Werten verglichen»reached by leobutyl 2 > 2-dimethyloctanoate in 2 t 2-dimethyloctanoic acid. Purified distillation «The boiling points and neutralization equivalents were determined and compared with known values»
Die nach dem angegebenen Verfahren hergestellten Säuren sind durch eine außergewöhnliche thermische Stabilität charakterisiert und können dazu verwendet werden, um verschiedene Ester herzustellen, die ebenfalls ausgezeichnete thermische und hydrolytische Beständigkeit aufweisen und zugleich mit einer Vielzahl von PolymerenThe acids produced by the specified process are characterized by exceptional thermal stability characterized and can be used to prepare various esters, which are also excellent Have thermal and hydrolytic resistance and at the same time with a variety of polymers
und daher
verträglich admdc ψφρϊψ rnkst ausgezeichnete Plastifizierungsmittel "tiffiffifKitbcaat sind»
and therefore
compatible admdc ψφρϊψ rnkst excellent plasticizers "tiffiffifKitbcaat are»
8 098 10/12928 098 10/1292
Claims (1)
bis 4000C und einem Wasserstoffdruck von 210
bis 420 Atmosphären durchgeführt wird«,9 «The method according to claim 8, characterized in that the reduction at a temperature of 200
to 400 0 C and a hydrogen pressure of 210
is carried out up to 420 atmospheres «,
CH,HO-CC- (ι
CH,
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