DE1468986C - Process for the preparation of non-conjugated dienes - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von nichtkonjugierten Dienen der allgemeinen FormelThe present invention relates to a method for the preparation of non-conjugated dienes of the general formula
R1-C = C-C-CH = CH2 R 1 -C = CC-CH = CH 2
■ " ■ . I .■ "■. I.
R5 R 5
worin R1, R2, R3, R4 und R5 Wasserstoff, Alkyl-, Aryl- und Cycloalkylgruppen bedeuten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Olefin der allgemeinen Formelwherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 denote hydrogen, alkyl, aryl and cycloalkyl groups, which is characterized in that an olefin of the general formula
R2R2
R3R3
2 R3 D2 R3 D
Ii Λ Ii Λ
R1 — CH — C = CR 1 - CH - C = C
IIII
in der R1 bis R;pdie vorstehenden Bedeutungen besitzen, mit Acetylen in einem Molverhältnis von Olefin/Acetylen zwischen 0,1 und 10, vorzugsweise zwischen 0,5 und 4, bei 200 bis 5000C, vorzugsweise bei 300 bis 4000C, gegebenenfalls in Gegenwart eines aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffes als Verdünnungsmittel in einem Reaktionsgefäß umsetzt, das aus Glas besteht oder dessen mit den Reak-' tionsteilnehmern in Berührung stehende Oberfläche aus Glas besteht.in which R 1 to R; p have the above meanings, with acetylene in a molar ratio of olefin / acetylene between 0.1 and 10, preferably between 0.5 and 4, at 200 to 500 ° C., preferably at 300 to 400 ° C. , optionally in the presence of an aliphatic or aromatic hydrocarbon as a diluent in a reaction vessel which consists of glass or whose surface in contact with the reaction participants consists of glass.
Die Allylanlagerung der Olefine an Acetylen ist bisher nicht bekanntgeworden, und es konnte angenommen werden, daß das Acetylen nicht genügend reaktionsfähig ist.The allyl storage of olefins on acetylene has not yet become known, and it could be assumed become that the acetylene is not sufficiently reactive.
Etfindungsgemäß hat sich überraschenderweise gezeigt, daß man bereits bei Raumdruck merkbare Mengen der nichtkonjugierten Dienverbindung erhalten kann, wenn die Umsetzung zwischen der Olefinverbindüng und dem Acetylen in einem Gefäß aus Glas oder an der Oberfläche verglastem Stahl durchgeführt wird.According to the invention, it has surprisingly been shown that noticeable amounts of the non-conjugated diene compound are obtained even at room pressure can, if the reaction between the olefin compound and the acetylene in a vessel made of glass or steel that is glazed on the surface.
Ferner besitzt diese Dienverbindung'eine der obigen Gleichung genau entsprechende Struktur. Im Falle der Umsetzung von Acetylen und Propylen entspricht sie dem Pentadiene 1,4).Furthermore, this diene compound has a structure which exactly corresponds to the above equation. In the event of the conversion of acetylene and propylene it corresponds to the pentadiene 1,4).
Es lassen sich verschiedene Glasarten verwenden, von denen einige bessere Ergebnisse liefern als andere. Gute Ergebnisse wurden mit einem Borosilikatglas der Art des Pyrexglases erzielt.Different types of glass can be used, some of which will give better results than others. Good results have been achieved with a borosilicate glass of the Pyrex type.
Die Glasoberfläche kann zwecks Erhöhung ihrer chemischen Inertheit mit Chlorsilanen behandelt werden. ,;\·:;...■■'■ ι ■:»'■■..:■■- ν ■;.■ .■■·..:. . ■ ;·:.·. The glass surface can be treated with chlorosilanes to increase its chemical inertness . , ; \ ·:; ... ■■ '■ ι ■: »' ■■ ..: ■■ - ν ■ ;. ■. ■■ · ..:. . ■; ·:. ·.
Die bessere Wirksamkeit von Glas im Gegensatz zu rostfreiem Nickel-Chrom-Stahl (18:8), der zu Nebenreaktionen Anlaß gibt, die zum vollständigen Verschwinden der Dienverbindung führen können, geht aus der folgenden Tabelle hervor:The better effectiveness of glass in contrast to stainless nickel-chromium steel (18: 8), which too Side reactions give rise to the complete disappearance of the diene compound, can be seen from the following table:
Allylanlagerung von Isobutylen an Acetylen bei einem Molverhältnis des Acetylens zum Isobutylen von 0,864, einer Temperatur von 370° C und RaumdruckAllyl addition of isobutylene to acetylene at a molar ratio of acetylene to isobutylene of 0.864, a temperature of 370 ° C and room pressure
Füllung des Reaktionsgefa'ßesFilling the reaction vessel
Raschigringe ays Glas*)Raschig rings ays glass *)
% 2-Mclhylpentadicn-(l,4) im% 2-Methylpentadicn- (1.4) im
Umsetzungsprodukt beiImplementation product at
verschiedenen Zeitendifferent times
60 Min.60 min.
1,911.91
ItX)Mm.ItX) Mm.
2,772.77
180 Min. 4,08180 min. 4.08
Füllung des ReaktionsgefäßesFilling the reaction vessel
Stücke aus rostfreiemStainless pieces
Stahl*) Steel*)
Rostfreie Stahlspäne .Stainless steel filings.
*) Gleiche Oberfläche.*) Same surface.
% 2-Methylpentadien-(l,4) im% 2-methylpentadiene- (1.4) im
Umsetzungsprodukt beiImplementation product at
verschiedenen Zeitendifferent times
60 Min.60 min.
1,011.01
0 :0:
100 Min.100 min.
1,45 01.45 0
180 Min.180 min.
2,342.34
Obwohl beim erfindungsgemäßen Verfahren die Allylanlagerung des Olefins, an Acetylen bei normalem Luftdruck durchführbar ist, hat sich gezeigt, daß man viel bessere Ergebnisse erzielt, wenn man unter Druck arbeitet. Die Umwandlungen werden durch eine Druckerhöhung günstig beeinflußt. Die obere Grenze, bis zu der der Druck erhöht werden kann, hängt von der zur Verfügung stehenden ApparaturAlthough in the process of the invention the allyl storage of the olefin, acetylene at normal Air pressure is feasible, it has been shown that one gets much better results if one under Pressure works. The conversions are favorably influenced by an increase in pressure. The upper The limit up to which the pressure can be increased depends on the equipment available
ab; bei Drücken in der Größenordnung von 10 bis 200 atü erzielt man schon zufriedenstellende Ergebnisse. away; at pressures in the order of magnitude of 10 to 200 atmospheres, one already achieves satisfactory results.
Die Auswirkung des Druckes wird durch die foK gende Tabelle dargelegt.The effect of the pressure is determined by the foK the table below.
Allylanlagerung von Isobutylen an Acetylen bei einem Molverhältnis des Acetylens zum Isobutylen von 1,32, einer Temperatur von 37O°C in einem Umsetzungsgefäß aus Pyrexglas 30 Allyl storage of isobutylene on acetylene at a molar ratio of acetylene to isobutylene of 1.32 and a temperature of 370 ° C. in a reaction vessel made of Pyrex glass 30
100 Min. in %Yield after
100 min. In%
verschiedenen ZeitenReaction product at
different times
Die Umsetzungsgeschwindigkeit hängt nicht nur vom Gesamtdruck, sondern auch von der Zusammensetzung der Mischung ab. .The rate of conversion depends not only on the total pressure, but also on the composition the mixture. .
Bei einem Molverhältnis 1 der Acetylenverbindung zur Olefinverbindüng ist die Geschwindigkeit am größten, wie sich aus der folgenden Tabelle ergibt.At a molar ratio of 1 of the acetylene compound to the olefin compound, the speed is am largest, as can be seen from the following table.
Allylanlagerung von Isobutylen an Acetylen bei normalem Luftdruck in einem Rohr aus Pyrexglas bei 3700CAllylanlagerung of isobutylene with acetylene at normal air pressure in a tube of Pyrex glass at 370 0 C
% Acetylen in der
Reaktionsmischung% Acetylene in the
Reaction mixture
27,7'■27.7 '■
56,856.8
72,872.8
% 2-Methylpentadien-(l,4) im% 2-methylpentadiene- (1.4) im
Reaktionsprodukt bei verschiedenenReaction product at different
ZeitenTimes
100 Min.100 min.
1,19
1,651.19
1.65
140 Min.140 min.
1,48 1,94 1,381.48 1.94 1.38
230 Min.230 min.
1,89 2,85 1,921.89 2.85 1.92
Bei der Umsetzung können verschiedene Nebenreaktionen stattfinden, die in der Hauptsache an die Gegenwart basischer oder saurer Stoffe gebunden sind. Während die Gegenwart saurer Stoffe wohl die bekannte Polymerisation der Olefinverbindüng verursacht, begünstigt die Anwesenheit alkalischer Stoffe die Kondensation des Acetylens zu Vinylacetylen und Benzol.During the implementation, various side reactions can take place, which are mainly due to the The presence of basic or acidic substances are bound. While the presence of acidic substances probably the known polymerization of the olefin compound causes, the presence of alkaline substances favors the condensation of acetylene to vinyl acetylene and benzene.
Die Umsetzung wird auch durch die Temperatur stark beeinflußt. Im allgemeinen kann bei Temperaturen zwischen 200 und 5000C gearbeitet werden. Zwischen 300 und 400° C werden mit zunehmender Temperatur die Umwandlungen und Ausbeuten größer. Dies sei beispielsweise an Hand der folgenden Tabelle erläutert.The reaction is also strongly influenced by the temperature. In general, temperatures between 200 and 500 ° C. can be used. Between 300 and 400 ° C, the conversions and yields increase with increasing temperature. This is explained using the following table, for example.
Allylanlagerung des Isobutylens an Acetylen bei einem Molverhältnis des Acetylens zum Isobutylen von 0,384, normalem Luftdruck in einem Rohr aus Pyrexglas wird die Temperatur mittels eines rohrförmigen Ofens auf 370° C erhöht, so daß der Druck auf 10 atü ansteigt. Es werden nach verschiedenen Zeiten Proben des Reaktionsgemisches entnommen, die gaschromatographisch unter Verwendung des Isobutans als innerer Standard analysiert werden, wo man folgende Ergebnisse erzielt:Allyl storage of isobutylene on acetylene with a molar ratio of acetylene to isobutylene of 0.384, normal air pressure in a tube made of Pyrex glass is the temperature by means of a tubular Oven increased to 370 ° C, so that the pressure rises to 10 atü. There will be samples after different times of the reaction mixture removed, the gas chromatography using the isobutane as the inner Standard can be analyzed, where the following results are obtained:
0Ctemperature
0 C
ZeitenReaction product at different
Times
2020th
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Olefinverbindungen besitzen ein Wasserstoffatom in Allylstellung in bezug auf die Doppelbindung. Beispiele solcher Verbindungen sind: Propylen, Buten-2, Isobutylen, 2-Methylpenten-(l), 2-Äthylhexen-(l), Hexen-(l) oder Cyclohexen.The olefin compounds which can be used in the process according to the invention have a hydrogen atom in the allyl position with respect to the double bond. Examples of such compounds are: propylene, 2-butene, isobutylene, 2-methylpentene- (l), 2-ethylhexene (l), hexene (l) or cyclohexene.
Die Reaktionsfähigkeit dieser Verbindungen ist sehr verschieden; im allgemeinen sind die Verbindungen mit Vinylidenstruktur reaktionsfähiger.The reactivity of these compounds is very different; in general the connections are more reactive with vinylidene structure.
Die Allyladditionsreaktion kann sowohl in gasförmiger als auch in flüssiger Phase durchgeführt werden. Im letzteren Fall kann man sowohl unter Verwendung eines geeigneten Lösungsmittels als auch — wenn es möglich ist — unter Verwendung der Olefinverbindung in flüssigem Zustand arbeiten. Im allgemeinen verringert die Anwesenheit eines Lösungsmittels die Reaktionsgeschwindigkeit.The allyl addition reaction can be carried out either in the gaseous or in the liquid phase will. In the latter case one can both using a suitable solvent and - if possible - work using the olefin compound in the liquid state. in the in general, the presence of a solvent slows the rate of the reaction.
Die Reaktion kann diskontinuierlich durchgeführt werden, doch vorzugsweise wird sie kontinuierlich durchgeführt.The reaction can be carried out batchwise, but it is preferably carried out continuously accomplished.
Die Isolierung des Reaktionsproduktes erfolgt mit Hilfe der normalen Methoden der Kondensation und Destillation. Die unveränderten Reaktionsteilnehmer werden vorzugsweise dem Kondensationsreaktionsgefäß rückgeführt.The reaction product is isolated using the normal methods of condensation and distillation. The unchanged reactants are preferably added to the condensation reaction vessel returned.
Die erfindungsgemäß erhaltenen Dienverbindungen sind sehr nützlich und verschiedentlich anwendbar. Beispielsweise können sie durch Oxysynthese sowohl in Diole als auch in Disäuren umgewandelt werden, oder sie können als dritte Monomere bei der Herstellung von Äthylen-Propylen-Mischpolymeren und als zusätzliche Monomere bei der Herstellung von vulkanisierbarem Butylgummi verwendet werden.The diene compounds obtained in the present invention are very useful and usable in various ways. For example, they can be converted into both diols and diacids by oxysynthesis, or they can be used as third monomers in the production of ethylene-propylene copolymers and used as additional monomers in the manufacture of vulcanizable butyl rubber.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der folgenden Beispiele noch näher erläutert.The process according to the invention is explained in more detail with reference to the following examples.
Ein Pyrexglasrohr mit geeigneten metallischen Flanschen, das an ein Manometer und an ein Nadelventil angeschlossen ist, wird mittels einer Hochvakuumpumpe luftleer gepumpt und anschließend bis auf etwa 4 atü mit einem gasförmigen Gemisch von Acetylen (32,39%), Isobutylen (61,58%) und Isobutan (6,02%) gefüllt. Innerhalb von 30 MinutenA Pyrex glass tube with suitable metal flanges attached to a pressure gauge and a needle valve is connected, is evacuated by means of a high vacuum pump and then up to about 4 atm with a gaseous mixture of acetylene (32.39%), isobutylene (61.58%) and Isobutane (6.02%) filled. Within 30 minutes
MinutenTimes in
Minutes
des 2-Methyl-
pentadien-{l,4)
in %concentration
des 2-methyl-
pentadiene {1,4)
in %
bezo
i2-M
related
i
gen auf
CH3
CH2 = Cethylpentadiene- (1,4),
gen on
CH 3
CH 2 = C
Am Ende wird das Reaktionsgefäß bis zur Verflüssigung des gesamten Isobutylens abgekühlt, und das flüssige Produkt wird rektifiziert, wobei man bei 58° C 2-Methylpentadien-(l,4) erhält.At the end, the reaction vessel is cooled until all of the isobutylene has liquefied, and the liquid product is rectified, 2-methylpentadiene- (1.4) being obtained at 58 ° C.
Unter Verwendung der gleichen Apparatur wie im Beispiel 1 arbeitet man mit einem Gemisch, das 43,07% Propylen, 56,07% Acetylen und 0,85% η-Hexan enthält. Bei 370° C herrscht ein Druck von atü. Nach 1 Stunde bei dieser Temperatur enthält das Reaktionsgemisch 0,19% Pentadien-1,4.Using the same apparatus as in Example 1, one works with a mixture which Contains 43.07% propylene, 56.07% acetylene and 0.85% η-hexane. At 370 ° C there is a pressure of atü. After 1 hour at this temperature, the reaction mixture contains 0.19% of 1,4-pentadiene.
Claims (1)
R5 R 1 - C = C - C - CH = CH 2 I.
R 5
Family
ID=
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