DE1518521A1 - Verfahren zur Herstellung von Epoxyden - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von EpoxydenInfo
- Publication number
- DE1518521A1 DE1518521A1 DE19651518521 DE1518521A DE1518521A1 DE 1518521 A1 DE1518521 A1 DE 1518521A1 DE 19651518521 DE19651518521 DE 19651518521 DE 1518521 A DE1518521 A DE 1518521A DE 1518521 A1 DE1518521 A1 DE 1518521A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- catalyst
- hydroperoxide
- compounds
- reaction
- molybdenum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D301/00—Preparation of oxiranes
- C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
- C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
- C07D301/19—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with organic hydroperoxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D303/00—Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
- C07D303/02—Compounds containing oxirane rings
- C07D303/04—Compounds containing oxirane rings containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring oxygen atoms
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Epoxy Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
THE ATLANTIC HBFINIKO COMPANY, Philadelphia' 1, Pennsylvania,USA
Verfaliren zur Herstellung von Epoxyden
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Epüxydeu durch Oxydation von olefinischen Verbindungen
in flüssiger Phase und bezieht sich Insbesondere
auf ein Verfahren zur Herstellung von Spcxyden durch katalytisch©
Oxydation von olefinischen Verbindungen in der flüssigen
Phase.
Die Herstellung von Epoxyden aus olefinischen Verbindungen wurde biahor unter Verwendung von organischen Persäuren und
Ihrer Derivate» anorganischer Persäuren.,, Kalogenhydrlncn und
ihrer Derivate, Wassaretoffperoxyd sowie von verschiedenen
anorganischen Reagentien, wie belsplelswelee Sauerstoff und
Oaon, durchgeführt. Es wurde auch bereits vorgeschlagen^
9098U/1171
BAD
Olefine unter Verwendung organischer Hyäroporoxyde zu epoxy,-diorcn,
es hat sich jedoch herausgestellt, da3 dio untor
Verwendung; von HsAsi^oporoxyilen erzielbaren Ausbeuten für ©ine
wirtsohaftllohs Vsrfahröiaadyrchführung »u schlecht sind.
Schließlich ist 33 noch bekannt, Sthylenische Hydroxyverbindungen In nüsörigen Lösungen unter Verwendung von Wasserstoffperoxid
und w£LS33rlöslich!sn Katalysatoren zu epojcydieron.
Es boeteht also oin Bedarf nach einem Verfahren» nach welchem
olefinische Verbindungen unter Erzielung hoher Sposcydeuabeuten
epossydiert werden können, insbesondere nsit organischen Hydroperoxyden
unter Verwendung von Katalysatoren.
Es wurde nun ein Verfahren gefunden, nach dem olefinische
Verbindungan, insbesondere olefinische Kohlenwasserstoffe,
durch Verwendung organischer Eydroperoxyde in Gegenwart von
Katalysatoren oxydiert werden können, wobei gute Ausbeuten an dem entsprechenden Spoxyd erzielt worden.
Brfindtingsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung von
Epoxyden durch Oxydation olefinischer Verbindungen in flünnlger
Phase geschaffen, welches darin besteht, daC eine oloflnlsche
Verbindung mit öinsin organischen Hydroperoxyd in flüssige?
Phase bei einer Temperatur zwischen ungefähr 50 und 200*C
in Gegenwart eines Katalysators in Berührung gebracht wird., der aus metallischem Molybdän oder einer Molybdänverbindung
besteht.
909814/117.1 bad original
151852!
Es wird also eine olefiniccim Verbindung ratfc einen organi-εοϊϊβϊί
Hydropoiuxyß in flüssige;* Phase In öegonwart von
netallisohes; &olyfcd&i odor oinsr odor ixshrerer HolybdHnverbindungen
als Katalysator Kur Herstellung use Bpoxyd»
der olefinischen Verbindung uacesatat. Dl« erflndungegesäf
hergestellten Sposjds sind Ef^j^dverMnäitngQ«, bei den^n
SeuerstoffatoiB an benachbarte Kohlenstoffatom© gebunden
ist, d.h. a3.se.· daß es sich um Verbindungen handelt,
einen Oxiranring C—~rC iiaben.
Zu £en olefini&cbon Verbindungen, die nach dem srf lridungsgeraH3en
Verfahren epoaqrdiert werden kennen, gehören die
aoyolißclien Verbindungen dar Pormol
In ö»r Sji-Rp» Hi und R^ Wasserstoff, Alkyl-* Aryl-, Alkaryl-,
Arelfeyl-, Alkei^l- odor Alkalißi>yli*ecte oder ähnliche Rec';a
slt fimktionsllen Oruppen bedeuten. Zu den aoyelieohan olefi»
iilsshfm Koiileuwaeeerptoffen, die epoxydlert werden korrnen,
gehören die aliphatischen Verbindungen einschließlich der
norrail3rweise gasförmigen Olefine* wie beispielsweise Xthylen,
Propylen und die Butyiene, sowie die flüssigen und festen
Glsfino Edt hohem Molekulargewicht.
iioaoolefiiiiaohe Kohlenwasserstoffe, dl olefinische Kohlen-
ύ polyolefinlack« K<:.hlfin»rr.8serstof.fe k?Jnrt*n
ο ORIGINAL
deai erfinduiigogeinKBcm Verfahren epoxydiert werden, νηά
swar gleichgültig* ob die Diolefine und Polyolefine icon j υ-giert
oder nicht konjugiert sind. Bio taonoolefinisch«r« Kohlenwasserstoffe
k&msn entweder α-Olefine, d.h. solche Olefine
sein, bei deneft die Doppelbindung in der endständigen Position
vorliegt., die Doppelbindung kann jedoch auch Ita Inneren
des Moleküle liegen. Ferner können die Olefine entweder gerad-
oder verzweigt loot tig sein. Zusätzlich zu. den acyclischen
Olefinen können &uoh die cyclischen Olefine olnschlicßlioh
der oyclisohen Monoolefine« der oyollschon Diolefine und der
bioyolioohon oder polycyclisohen Verbindungen, die eine oleflniBChe
Boppelbindiine; aufweisen« naoh dem erfinäungsgcmäßen
Verfahren epoxidiert werden« Es hat eioh herausgestellt,
daß die Epoxydation uooo leichter verläuft» je mehr Subatltuen-
tan üb dl« Doppolbindmig herum angeordnet sind.
Obwohl das erfindunge&emäße Verfahren besonders geeignet
for die Epoxidation oleflnisoher Kohlenwasserstoffe ist, so
ist· es auch auf andere olefinische Verbindungen« die funktional·
1« Oruppen beeitcen, anwendbar. Andere olefinische Verbindungen, die naoh dem erfindungageaäßen Verfahren epoxydiert
werden kOnnen« sind beispielsweise monoolefine,sehe Säuren«
wie Ölsäure, Ricinolsäure« Undecylensäure., PalroitineHure,
P«troselinsäure5 Vaccensäure, iiruoasäure o.dgl.» vorzugsweise
In Vorn ihrer Beter, die olefinischen Alkohole, wie belspieJ.s-
weleo SAlaehylalkohol, die Dekanole, Tetradekanole, Hexade·*
kanole etc.j ferner seien die synthetischen MoxK>glycerlde,
9098U/1171
SAD
wie beispielsweise Glyceriniaonooleat und Glycerinmonoriolnoleat
und ähnliche olefinische Verbindungen erwähnt. Das erflndungsgemäße Vorfahren 1st ferner auf im Handel erhältliche
Mischungen der vorstehend erwMlmten Verbindungsarten, beispielsweise Sojabohnenöl, TallölaSuren, handelübliche
ölsäure u.dgl., anwendbar. Die anderen nicht zu den
Kohlenwasserstoffen gehörenden olefinischen Verbindungen,
die nach dem erfindungsgeraäfien Verfahren epoxidiert werden
können, sind solche Verbindungen, die wenigstens eine olefinische
Doppelbindung zwischen zwei Kohlenstoffatomen enthalten
und ferner funktioneile Gruppen, wie beispielsweise Ifydroxyl-, Halogen-, Cyano-, Ester-, Carboxylgruppen und
Ähnlich« funktionelIe Gruppen aufweisen. Ea ist Jedoch zweck-
K&Slg, daS derartige Gruppen nicht an die Doppelbindung
&z\grenren oder ihr gegenüber konjugiert sind, da die Spoxydatlon
derartiger Verbindungen im allgemeinen nur unter erbebllchön Sohwierigkoiten verläuft. Es ist jedoch darauf
hinzuweisen, dafi das erfindungsgemäöe Verfahren nicht zur
Epoxydatioii der Doppelbindungen in einem*Benzolring angewendet
werden kann.
Die organischen Hydroperoxyde, die erfindungsgemäß als Epoxydierungßmittel
verwendet werden können» zeichnen eich durch dl* Struktur ROOH aus, worin R eine Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-,
Alkaryl-, Aralkyl-, Cycloalkyl- oder Cyolpalkenylgruppe oder
eino ähnliche Gruppe, die auoh funktioneile Gruppen enthalten
kann, bedeutet. Das Ifydroperoxyd kann entweder außerhalb
BAD ORIGINAL
9098U/1171
der Uaaetswng hergestellt und dann dei
sugoeetzt werden* es kann abör aueh iß situ gebildet if»rucii*
Ifirö dta Hydropsroxyd in aitu gebildet^ denn wird das zu
©pojtytfierssttil« Olefin mit elnna Sauerstoff enthaltenden Gas,
td.e l^icrpielaweiee lAifti kontaktiärfc» ua eirran Teil dee
Olefin» in daß Hjrdroperoxyti mazuwandeln, reiche« sainaraöifce
wie ira folgenden noch erlSutert wird» rait uaiterem Olofin
«nter Kerstisl3.isaiig des Epoxyds reagiert. Es ist von den Luft«
oxydationsverfahren von KohlsnwaasQrstoffen bekannt, fiaS
bei dieser* Heaktion als priöMra Produkte EyrüröperoJcyde auftreten.
Beispiele organiBSher l^rdroperoxyde, die verwendet
uerden fcönson, sind türt.-Ba^rifc^ipoperoxyu, C^iiaolbyiroperojc
a~i^rdropero3cydiisopropyiketon, das Hydroperoxyd dss
S,6-dibert.-Butyl-p-Kreaol., iPetralinbydroperoxyd, Qyclo*
hesenhydroperoxyd, das Hj-droperoxyd des 2-Jfethylpen*;en««v2,
Rydropei"C3cyd von Ccton-1 sowie p-«>iitroGuiEolhyäropQro.3tyd.
vorstehend aufgeführten Verbindungen sind ladiglich
Balsplola für die verschiedenen organischen Kydropero^da,
die erflndungflgeniäa vent endet werden können. Von diesen Peroxyden
werden tert.-Butylhydroperoxyd und Cusjolhydroperoxyd
verwendet.
Die für das erfindungegemäfle Verfahren verwendeten Katalysatoren sind metallischas Molybdän Tjnd MoIybüMir/erbindung ?n.
Zu diesen Verbindungen gehören die Oxyde, beispielsweise
NolybdMndioJtyd, MolybdKnsesquloxyd, Kolybdtocrio^yd, Molybdänpeatostyd, die Chloride, beispielsweise HolybdXnpentachlorid»
die Koordinationskomplexe, wie beispielsweise MolyWönhesa-
909814/1171
carbonyl, faraer insbesondere ü±o ΒΚυ.νβη und die entsprechenden
Salse« bei öenc-i das Molybdän In dem anionischen
Teil des Koleküls enthalten iofc. MclybdUnsäura und Beine
Salz©, die SfoXyfcdafco., «orden in besonders bevorzugter Weise
als Ka&alyaa&orkoiaponenten verwendet, Zusätzlich eu diesen
einfachen Verbindungen haben sich die hochmolekularen itota-Ρ1€λ©ώ
Hofceropolysäuren sowie deren Salze als besonder« ereignet ©rifiesenj ferner haben sich Kombinationen äer einfachen
Salze mit den. Salzen der Heteropclysäuren als besonders
geeignete Katalysatoren herausgestellt.
Dio Höteropoiysäuren sind komplexe anorganische Verbindungen
sit einem h-.,hen Molekulargewioht, das bis su JOOO odür
äarüber betrögt. Biese VerMndungen bestehen im wesentlichen
aus einem Kossplex, und Ks?ar einem hochciolekularsn Ket»ropolyanlcn,
das 2 - 18 seohswertige Schwerrcetallatome enthält,
die ein oder mehrere Hcteroatoiae usigeban. Zu den Schwermet allen,
die di© Heteropolykoraplexe bilden, sinß MolybdSn,
Wolfram, Vanadin, Uran, Hiob unö Tantal zu zählen. Da
Molybdän das für die erfindungsgeiaäßen Katalysatoren geeignet;©
Sote?ens»9tall ist, sind diese Komplexe die Heteropolylöolybdate.
Die Heteroatome in den Heteropolyanionen sind
im allgemeinen Phosphor, Silicium. Arsen, Germanium, Zinn, Titan und Zirkon; wie bekannt, können jedoch insgesamt ungefähr
25 verscliiodene chemische Elemente als Heteroatome
in verschiedenen Heteropolymolbdatanionen fungieren.
BAD
9098U/1171
Die Salze eier Hoteropolysäuren nind in allgemeinen in Wasser vcllotändlg und oft in organischen Lösungsmitteln weniger
löslich. Die Heteropolykcmplexvcrbindimgen worden am
bosten im Hinblick &uf ihre Struktur klassifiziert* und zwar
üuroh <3as Verhältnis der Zahl der Heteroatome zu der Zahl
der Ochwsriaetallatoroe. Im Falle der Hetaropolyitiolybdato
erfüllt die Hauptverbinauugsreihe die Verhältnisse der Heteropolyatome
zu Kolybdiinatomen von lsl2, 1:11, 1:10, 1*9, Is6,
2«l8> 2il7, Sil2 und l»:6tn, wobei der Wert von m nicht be«
kennt ist. Dia Hetöro«-12~mülybdatreihe ist zur Verwendung
als Katalysatoren für das erfindungsgeia&io Verfahren am geeignetsten,
insbesondere das Hatrium-p'nospho <-l2<-molybdat,
Na»(P Mo-^Ofc^) und dao IJatriuitssilieo-lS-nKilybdat,
Ha^(SiMo12OjJ0). Die 2-Kstero-l8-raolyl>öate, wie beispielsweise
HaA(1V^i 8^62^ oder Ka6^As2Mol8°62^ können ebenfalls
ale ICataiysatoren vorwendet werden, sio sind jedoch etwas
weniger geeignet als die 12~Molybdate, da sie dazu neigen,
einige der Kjräroperoxyde auf Kosten der herausteilenden
Epaxyde su zeretörsn. Sowohl die Hetaroi>olysSuren als auch
ihre entsprechenden Salze sind., bedingt durch ihre Herstellung,
in allget&oinan hochgradig hydratlsiert. Dieses Wasser
wird Jedooh In seiner Gesamtheit nicht mit einem gleichen
AffinitHtegrad von dem Zentralmolekül festgehalten; der
Wasseranteil, der weniger stark gebunden ist, wird in allgemeinen als "Konstitutionswasser" bezeichnet, während der
Rest unter der Bezeichnung "Hydratwasser* bekannt ist.
Alle die in den folgenden Beispielen verwendeten Hoteropoly-
f; 0 9 g 1 ii / 11 ■' 1 ßAD °R'G»nal
lagen in ihrer normalen hydratlßierten Form vor. Es ißt jedoch darauf hinzuweisen,, daß die Hoteropolyverbincftingon
entweder in hyäratisiorter Σ^οπη oder in öehydratieierter
Form eingesetzt werden könnon, Beatinante dehydratisierte
Salze lösen sich beispielsweise leicht in organischen
!lösungsmittel», während dies die hydratsierten Salze
nicht tun.
Mischungen von Säuren» einer Säure mit einem Salz oder einaa
Salzes mit einem Salz können ebenfalls verwendet werden,
beispielsweise Natriummolybdat (Na2KoO^) mit Silica-12-siolyl)-öKnoSture,
Natriunnnolyfodat mit Natriumsilico-12-molybdat,
Hßtriusinolybdat mit Natrl\Mphospho-12-isolybdat sowie ähnliche
Mischungen.
Se a%rs& auch Salze sowohl der einfachen als auch der komplexen
Säuren außsr den Hatriujcsalzen bekannt, beispielsweise Araraonixiia-j
Lithium-« Kalium», Magnesium-, Calcium-, Strontium-,
Bari tun-; Cadmium-, Zink-, Mangan-, Kobalt», Klckel-,
oÄ*r Kupferealzö und ähnliche Saljse, jedoch ainä nicht alle
diese Salze in gleicher V/ei se zur Katalysierung der Epoxydierungsreaktion
wirksam. Die Natriurcsalse werden bevorzugt,
da aie am leichtestsn £;ug3änglich sind und auch Im Handel
ohne Schwierigkeiten bezogen werden können.
Zusätzlich au den Heteropolyverbindungen, die insgesaet
anorganischer Hatur sind, können auch Heteropolyßäuren und
9098U/1171
Salze β dia durch Uaßetsung »wischen einfachen Saison und
organiaohsu Säuren, insbesondere Dicarbon- und Hydrolysieren,
gebildet wercton* geeignet. Xn diosen Verbindungen ersetzt·
die organische Slnhsit öas Hetoroatoaj so ist fcelßpiolowaiae
elriO Roiha von Cicalatomolybdaten bekannt. Anfisre Säuren»
die diese teoispl^an Hiterova^blndungön bilden kÖKnen^ sind
, HlloheBure, Apfelsäure, äiainsHure, Zitronenj
Salioylßliure, Phenole, GallensSui1«,
und a-
Zusätzlich su den vorstehend aufgezählten MolybdMnverbindüngen
können KcraplexverblMwiigen, die eir« odor mehrere
Alkylgruppen enthalten, beispielsweiss Xthylphosphoiaolybdat,
Monoathjldihydrophoaphoaiolybdat u.dgl.., ala Katalysatoren
ve^enäet werden. Andes« Orgiuto-Kolybd-änverbindungen
können ebenfalls eingesetzt vför*3en, belspie3.3Vieise die
artigen Verbindungen wie» Molybdacosyasefcoacotonat und Hhn
Verbindungen.
Aus den vorstehenden Ausführungen üb«r öle !«Solybdänverbindungen,
die als Katalysatoren verwendet werden können, itvb 7Ai eircehen, daS nicht nur solche Molybdänverbindungen, die
in organischen Verbindungen löslich eindf, sondern auch jene
Molybdänverbindungen, die unlöslich sind oder nur eine begrenzte
Löslichkeit besitzen, als Katalysatoren eingesetzt werden kennen, d.h. also, daß jede MoIybauverbindung einschlleSlich
des metallischen Molybdäns als Katalysator
9098U/1171
BAD ORlGiNAU
öle üvtinCxzigftgQtuiBan. KpoxydatioiiErsaktionen verwendet
kann.
BJ.a Meager* ösr /ausgangsstoffe sind innerhalb ziemlich breiter
Qrenzöß nicht kritisch. E3 ist jedoch vorzuziehen·; daß dar*
Olefin ia Überschuß vorliegt, so ha* sioh beispielsweise
ein Verhältnis von 2 Mol Olefin zu 1 Mol dss Hydroperoxid:;
als gut geeignet für cie Herstellung des Epoxyds in hohar
Ausbeute erwiesen. Ein Holverhältnis von Olefin zu Hydropero3QTd
von ungefähr 1:1 Ms zu dem Bereich, in dem das Olefin auch als Lösungsmittel verwendet wird, d.h. ein Bereich von
10 s I9 liefert ebenfalls bei der Durchführung des erfiüchmgsgeaUßen
Epoxydationsverfehrsns gute Ergebnisse. Wird
dao Hydroperoxid durch Einführung einee Sauerstoff-haltigen
Qases in die Reaktion in situ gebildet, dann wird das Olefin
als I&sungaaitteX verwendet« da ea niemals vollständig
in das Bfcrdropercxyd noch in dao Epoxyd uragewendelt wird.
e erforderliche Katalysatorasenge ist außerordentlich klein,
d*h. Mengen von weniger als ungefähr 0,001 dew.&, bezogen
auf das Gewicht de3 Hydroperoxyds, sind ausreichend. Es ist
Jedoöh vorzuziehen, ungofKhr 0,01 Gew.ji, bezogen auf das
i^droperoxyd, ©inzusetzen. Die obere Orenze liegt bei ungefHIir
3*0 Qev.^, vorzugsweise bei ungefähr 2,0 Gew.^, bezogen
auf das I^droperoxyd. Katalysatormengen, dio im Überschuß
ibor die obere Grenze vorliegen, sind nicht erwünscht, da sie dazu neigen, dao Hydroperoxyd auf Kosten der Epoxydherstellung
zu zerstören, wohingegen Mengen unterhalb dar unteren
9Q98U/U71
Grens&n- ?:eino &u3reiehen3s katalytisch© Wirkung zur Herstellung
der» gewünschten hohen Ausbeuten an Epoxyden ausUben»
Eß hat öieli heraußße3teiltf daß ira allgemeinen bei Verwendung
von Molyb&fove?bl ndungen* die in organischen Lösungsmitteln
tue besten l«3sliüh sind oder tli© eins Oxydatiormetufe unter
teüsitKsn, kloinera Mengen zxw Katalysie:rting dor Epcxyäationsrsaktion
«usiOichon. I?a boispielsirfeiae öj.e Säuren im allgecseinra
in te Hisci^ung rlsr" ftusgängastoCfe leichter lUalioh
oind als dio SaIζ^, %?orrlsn" Im llinbliok auf ein© vergleich«
bare teitaiyfciöülia Aktivität kleinere SKuj1«- als Salznieagen
benötigt, In iösnlichsr Welse ist die Verwendung von y-KitallischeiR
KolybäUii vfcü. Molybdündioxyö dam Einsät/, von Kolyb-
Wlrtl cine Usnsatsuiig dm-ch^efiüirtj, bei ü&r üas Hydroperoxyd
in situ aus dom Olefin gebildet wird* dann kai:π eine in
lösüoiie MolyMImvöi'bindimg als Katalysator verbandet
» Im ai2.QCiso!inen'- sind derartige VerMnSurigeii nur zur
ümr gßwlLificIiten nieäercri Kon«entrötion in übt
Clph&ce in auereiahsndem !*fe.£a öllöolich,, &o daß ate die
Ile&ktion katelycloren, chnc date! das Hyöropercxyd £u serst8rsn
min damit dia Epos^dausbeute zu verringern» Wahl-
können Eehr niedere Kousentrationoäi an JilfSaiicheiv Molybva^ienö.at
werden. . - -
Wird .»e.^ailischf 3 Holsrt-Siui i-Jis Katalysator· veivendet, d=-«nii
ifir<S.«ß y»pzug3wo-lne. ir· prlv^ri'iicrter Fers eingaastzt»
. . BAD ORIGINAL
sin großes Verhältnis Oberfläche s Yoli'jsen gewährleistet
* Sehr geringe Mengen sind ausreichend, WJ.ifl das Bydro-
aoSerh&lb der Reaktion gebildet, so hat sieh heraus
gestallt* daS Kengen von 0,001 bis 0,5 Oes*.#, bezogen auf
öle ^jNlroparcatydissnge* geeignet slnä.
Iu ailgesaeinsn bat es sich als zweokKMßig erniesen, eine so
gerii^F als ^gliche Katalysatormenge zu vöraanden, da Jede
Katalysatörmon^a Nebenreaktionen begünstigt,
die Ausbeute an dem gewünschte« Epoxydprodukt harab«
setzen.
"Dia Böektionsten^araturen, die !sei der Durchführung der
•yffii«Sangsgaisgßen Epoxydationsreaktion angewendet werden,
zifisohen usgeführ 50 «nd 200eC. Temperaturen im Beungefähr
ICO bis l30°C werden bevorzugt.
Die ifeeetsiaig kaim bei AtnJotphSrendruck; oder höheren Drucken
durchgeführt worden, die so hoch sein können, daß sie ausreichen,
die Ausgangestoffe in der flüssigen. Phase zu halten·
Umsetzung kann entweder in Anwesenheit von übernchUssigem
Olefin als Lösungsmittel oder in Gegenwart anderer f?.üosiger
organischer Verbindungen« die als Lösungsmittel dienen*
draehg&funrt werden. Es sind jedoch nicht alle Lösungsmittel
tw gj«ich*r Weise für jedes Hydroperoxyd wirksam. Wird bel-&p£elssseise
Cumolhydroporoxyd verwendet« εο hat es sich als .
vorteilhaft herausgestellt., hydroxylisohe Lösungsmittel
9098U/1171
(Mathaiy>l, Sfchsnal u.dgl..) im verwenden, da diese Vsrbin.-
kürzere Reaktionszeiten erm'igllchon als dies i)et Ver~
nieht-rrotoiilschci* r^sungsnäLfewsl, kIs beispielsweise
Acetonitril, Nitrotösthan u.dgl., der Pali ist. Wird anstelle
von Cuaolir/öpoperoxycl ein terfc^-Btttylhydroperoxyd bei der
Uasetzucg vörHcriüet» tijurtn zlnü Löeiingeciiti-.ei., wie teispiolsi&s Eaol&ester, DHecprop^rlketOK, 2*2,4-Ττί.Β5ο^3?ΊροΓΛηη
Toluol &tv Vertrenöang von fceispiolBweise Äothanol vorzuziehen. AIa allgemeine Hegel kann au^ßötjen würden,, daß
es vorzusiefcan ist» ein Lu&iingsioittel zu vismenAen, daa boi
der Ueisetsrangstea^eratur ΞΗπώη&8&£ bis zu elneu goMlssen
als gX&ichr-eltlges LSstm^sioittel sowohl, für das Hyrtro«
al» auch für das Olöfin ffiilvt. Saher Mngt,
ein Löjimgsaittel ver^oiidot v?irö, öosaesi A\ii;«ahl von dem
elngeoetzten ^ytiropeiOxyä, dem voicwendaten Olefin und der
iloaktlonstemp^ratur ab. Natürlioh soll keine
Verbindung, die sieh bei iler Realction^teisperatiir sersetsfc.
aln Lösungasiittel verwendet trerdea« Wird daa Hydroperoxid
in situ durch Oitydation dei Olefine gebildet, dann dient,
wie bereits örwiShnt, das übaraohiiseige Olefin als Lösung^-
jnittel.
Wird ein norp!alerwols3 gaaförailgeB Olefin epoxydiert« dann
wird ein Lösungsmittel verwendet, vaa die Uo3etzung in der
flüssigen Phase durchzuführen. So wird bsiapielsweise Dibutylphthalat als KSeungsaiittel vorwendet, in dem 6er Katalysator,
wie beispielsweise Natrlumsi.lico-ia-nEolybdat gelöst wird.
9 09« U/ti TI BAD ORIGINAL
Bio Tea^amtur wirs pMif 31 .>
euf ; tm^crfehr 1500C, worauf terfciäron Butyl·?
.zwsegeb;in wirtf, tfähramo das gasfSi^iigo Olefin,
»* durch öle Kiechung geperlt ?d
d«3tilliert evte dei·
ab «n^ nirü An einsx1 Heihe gctsig^tor
Ώ vöi'ctehonä ijeschriebene Vorf-ihrca-?fuff<3e mit
Ss«ffclg-swr ilsr'stiQll^sis von Pröpylenoxyd arigessenaei,, es kann
auch in nJciöifls.tcrtsr Fortrs iiui?öhgcftl&rt
Als Biio^4^1f flU* eine Usaretsimgj, die bsi
ö*4rßii|;si'{üirt vl.rat υ® daa Propylen in der
SU, hai tan,.; sol daa foigerno ewiHhriti 5$ S ^e a flüssigen VwjtyXQnsi xmxyteti In olno MiEclitui^ aus 25-.ß oLwe«! ter-
mit; einer,-.9
SfSßPOl und
U»?etaiuns wurö« eina ilttande lang bei 105 106*0
durahgsflforfc, wal^l ein Ueusats von 92*3 Κοΐ-& te
auf t?afl.f^ö3popero-icy<5f ..v:vi<5 3iii3 Auslxsute vcr* 91,ίί
ojjiin auf
KIn V«X'f^hreii, .faiäfte olefj.ni&chft '"ei'b.liiduii^en r.ii hohen
htcp. et»fin«*uiiCSgemäß., unizuBCitaeiv. 'ueatehV. darin,', .die..
.Torbinöung in _einem* Lüaung-undttel z\.v ΙΙφτχϊ
avfzuiiia^n. Darm. wirdder- 'i
imis οΛο LuSiU1Ig r.ui die
- ie -
send wird das organische Hydroperoxyd zu der Läsung gegeben und die Erhitzung und Zugabe solange fortgeführt,, bis
des Epoxyd mit der gewUnsehton Auebeute erhalten wird. Dieses
Verfahren kann natürlich auch im Hinblick auf die Erzielung -optimaler Ergebnisse nach den verschiedensten Richtungen
modifiziert werden«
Nach dem erflndungsgemäden Verfahren können also olefinische*
Verbindungen., die normalerweise gasförmig, flüssig oder
feat elnd, epoxydlert werden.
Die Reaktionszelt rlohtet sich nach des verwendeten Olefin/
dem eingesetzten Hydroperoxyd und Katalysator sowie der
Temperatur, bei der die Umsetzung durchgeführt wird. So hat
sich beispieleweise herausgestellt, daß für ein endstMndigea
oder cr-Qlefin, wie beispielsweise Octon-1 oder 4-MethylpoRten-1, sine Reaktionszeit von 1$ Hinuten zur Erzielung
einer Ausbeute von ungef öhr 85 MoI-Ji Epoxyd, bezogen auf
die Anzahl der Mole der Aufgangs verbindung tert.-Büty lhydroperoxyd, ausreichend ist« wenn die in Gegenwart eines Hatriuoeiltoo-12-nK>lybdat~Katalyeatoro durchgeführte Reaktion
bei einer Temperatur von l65eC abläuft. Wird die Rettkfciöns^·
temperatur auf 15$eC gesenkt, dann wird nach ungefähr zwei '
Stunden eine Ausbeute von 80 MoI-Ji erhalten. In Jedem Falle
hat stehherausgestellt, daß das ganze Hydroperoxyd verbraucht
wurae^sodÄß bei d^r1 niedrigeren Temperatur weuligstens ein'
Teil des Epoxydproduktcn durch ?ffnung des Qxiranrlng«» '
909814/1171
'':-'■ » ■■■■ BAD
infolge der Ittageren Reaktionszeit zerstört wurde. Wird
Kolybdetobexaoarbonyl zusammen Bit Octen-1 und tert» -Butylhydropercxyd verwendet« so wird bei einer Temperatur von
ungefähr löO'C und einer Reaktionszeit von 20 Minuten eine
Epoxydauabeuto von 85 MoI-Ji, bezogen auf das Hydroperoxid«
AuagangSBaterial erzielt. Es ist daher vorzustehen« die
kUrzestMDgllch» Reaktionszeit anzuwenden.
Bai Vervendung von Olefinen mit nlcht-endständigen Doppelbindungen* wie beispielsweise 2-Sethylpenten-2, die leichter
SU epoxydieren sind alo die Olefine, die eine endstKndlge
Doppelbindung besitzen, können Ib Vergleich zu den zule£st
genannten Olefinen kürzere Reaktionszeiten» beispielsweise 5 Hinuten oder weniger» angewendet werden. Xn allgemeinen
1st von Reaktionszeiten von weniger als ungefähr 5 Minuten
und nohr als ungefähr 4 Stunden abzuraten.
Sie folgenden Beispiele erläutern die Erfindung» ohne sie
zu beaehrlEnken.
Un zu zeigen« daß die erfindungsgenSSe Bpoxydationsreaktion
auf eine Vielzahl von Oleflnverblndungen anwendbar Is,»
wurden verschiedene Olefinverbindungen ausgewählt und mit CuMolhydroperoxyd in Gegenwart eines gealsehten Katalysators
behandelt« der aus Natriumnolybdat und Natrlu«eilleo-12>
eolybdat bestand. Bei der Durohführung dieser umsetzungen
9098U/1171
wurden 100 Bl Curaalhyäroparoxyd, 1^0 ml Oieflnvorbindring,
60 ■! Methanol, 2,Sg Hatriiunrolybdat* UslJHoO^ und 0,3 g
lfotriuflBll3.eo-12~i5Ol?t)öat, Ka^CSiHo12QjJ0) in ainen 1 X-Autol&wrea gegelxsn. Die Reafctioniualsshunij wurde tmher BOh^n
stfol Stunden lciiß *uf 110"C erhitzt. Das Produkt tiurdo abfiltriert IiKd fraktioniert doßtllliert, wobei sich
•ttllte* dass das Spoxyd icmei» das in der Hauptsache
data Produkt war. Me Tabelle X zeigt die Auebeuten in
bezogen auf dl« ursprtingi leite Anzahl der Mole Ilydrcperoxyd.
BAD ORIGINAL 9098U/1171
IO ϊΟΌΔ I
Olefin
Epoxyd
Ausbeute Mol %
CH
Isobuten
56,0
-C-C9 CSL
2-Metbylbutesn-L»
c%
CH2-C CH2 CHg CH-2-Jfethylpenten-l
80*5
65,2
CBl(CH2)
72,7
Cyolohexen
0·
76,0
^Vinylcyclohexen
68,4
, 3^C?yclooo tadion
r\
1* 5-Cyölooctadien
,2-Epoxy~5~eyclooefcen
-68,5
75,0
,2 «Spoxy-S-cyclooeten
* 2,5, o-Diepoaty-cyclloetan
Sl,O
Zum BjiMidö, αδβ <2aa Olefin von einem in al tu gebildete α
in Gegenwart einas MolybdHn-HJatalyaators erepaxydiert
troräfta kann, Wurden 200 ml 2-Mtthyl
pftHten-2 mit lOO ml einer 5 sewiehtsprczentiß&n wässrigen
JSatrluaaaolyladötlOßung versnleoht. Mit einer Geschwindigkeit
von ungefähr 2/3 1 pro Minuta wurde bei einer Temperatur
von 1000C Luft dursh diesa Mischung geperlt, wobei ein Druok
von l8 kg/cffl (£f»0 psig) ^iid durch «sine »Ehrend der- Reaktion
in Intervftllöii erfolgsiiöe Zugabe geringer iiansen einer &eiiättigtan
Kaliimoarbonatlijsung ein pH-Wert von 7 aufrechterhalten
"wurde* Die Rcafct&oii wurde 1,5 Stunden laing fortgaaotct,
wobei ein Giefinumsats vcn 29 Claw.5ß und eine Epoxyd-
«uabeute von 4O#6 Oaw.ji» bsssogen auf <3ais uragcest2t»Olefin,
wurden.
der gleiche Verauch ohna den Molyb&ftn^X&talyaatox· bis
au <mgߣUhr dar. gleXQlxn Olefinusnaatz fiurclsgsführt, darm
betrug die Epoxydauabeute nur
Süiatelle von 2"Methylpenten-2 Ooten-1
den gleichen 3*3i)2on an Katalysator und bsi dem gleichen pH-Weiii
von 7 verwendet, ifsböi Jedoeh die Reaktionatemperatur
1500C betrug, άευιη mirde imch 1,5 Stunden ein'Umsatz von ung«fä1ir
15 dent.& bezagdu auf öas Olefin, und eine Epoxydbnzcigon
auf &ie unigesetZite Olefin, von 45 (]evr.£
. Wurde kein Katalysator verwendet, dann lag der U;n-
909814/1171 BAD original
satz bsi 16 Oew.$£ und die Ausbeute betrug nur JO Qew.£.
Bei den Versuchen, bei denen das Hydroperoxyd in situ gebildet
wurde, hat sich herausgestallt, daß die
i# in der die Luft eingeführt wurde, nioht kritisch
?, alt der Ausnahme, da3 ein Säuerst off Überschuß Ubar
der Menge, die verbraucht wird, aufrechterhalten werden ou8.
2,54 g des durch Oxydation von 2,6~Pl~tert.*butyl-p-kreaol
{»it einer Reinheit von 92,$ Qew.£)
gebildeten Hydroperoxyds wurden mit 3 ml 2-Methylpenten-2
vermischt und die Mischung mit Chloroform auf 15 ml verdünnt.
4 «1 dieser Lösung wurden in ein Druckrohr eingebracht, das 0,01 g Natriuiwolybdat, Na2MoO^ und 0,01 g Natrimophospho-12-BK>lybciat,
Ma,{PMo120^0), enthielt. Das Rohr wurde verschlossen
und die Reaktion eine St'unde lang bei 830C durchgeführt.
Das niehtuRtgesötzte Hydroparoxyd wurde mittels des
Jod-rhio3ulfat-Titrationsverfahren3 und das Epoxyd durch
Oasohroetatographie analysiert. Es stellte sich heraus, dafi
eine Auebeute von 16,5 Mol £ Epoxyd, bezogen auf die Ursprungliehe
Anzahl der in der Reaktion eingesetzten Mole Hydroperoxyd;
9098U/1171
erzielt wurde; ΐβ,4 Mol«s5 dee Hydroperoxyds hatten nicht
reagiert. Das allein gebildetο Epoxyd war S»3~Epoxy-2-methyl~
pentan.
2,9 s a-Hiydroperoxyöilsopropylketon (mit eino? Reinheit von
Η,σ^ j ϊ"~
·5 0OH
wurden, mit 3 ral 2-Methylpenfcen-2 vermischt und die Mischung mit Methanol auf 20 ml verdünnt. 4 ral dieser Lösung wurden in ein Druckrohr e.tnßebraöhfc, das 0,005 g Natrlucsnolybdat und 0*005 g Katriuiasillco-lii-iTsolybdat, Na^iStMo.gOj^) enthielt. Das Rohr wurde verschlossen υηά die Reaktion eine Stunde lang bei 750G durchseifOhrc. Die Analyse ergab eins Ausbeute von $5 MoI-Ji Epaxyd, bsaogen auf die Ansahl der Mole der ursprünglichen Hydroperoxyd-Ausgangs^erblndungi ungefähr l6 Mol"?> Hydroperoxyd blieben zurück. Das Bpoxyd bestand einzig und allein eus 2,3«Kpoxy-2«inethylpentan.
wurden, mit 3 ral 2-Methylpenfcen-2 vermischt und die Mischung mit Methanol auf 20 ml verdünnt. 4 ral dieser Lösung wurden in ein Druckrohr e.tnßebraöhfc, das 0,005 g Natrlucsnolybdat und 0*005 g Katriuiasillco-lii-iTsolybdat, Na^iStMo.gOj^) enthielt. Das Rohr wurde verschlossen υηά die Reaktion eine Stunde lang bei 750G durchseifOhrc. Die Analyse ergab eins Ausbeute von $5 MoI-Ji Epaxyd, bsaogen auf die Ansahl der Mole der ursprünglichen Hydroperoxyd-Ausgangs^erblndungi ungefähr l6 Mol"?> Hydroperoxyd blieben zurück. Das Bpoxyd bestand einzig und allein eus 2,3«Kpoxy-2«inethylpentan.
Xn einer anderen Versuchsreihe wurde 1 g a-ih/drope roxydliftopropf!keton
tsit 31 ml 2-Hethylpenten-2, 6 ml N.ttroäthan
und 0,2 g Natrluwroolybdat nln Katalysator vermischt. Diese
Mischung wurde In einem Rundkolben 2 Stunden und 20 Minuten
lang bei 75eC unter Rückfluß vermischt. Eine Ausbeute von
9 0 9 8 U / 1 1 7 1 BAD ORIGINAL
86 Hol-/? Εροτ&ύ, ά.Ia= S.^Kpoxy^aHnethyJpQntanj. h&s-c ^m
auf die AnsAhX der Mole des
wurde erhalten.
wurde erhalten.
Bei dem aweiten Versuch KuMen öio gleichen Hydropero.&y diolefin- und Lösur.gsraitfcelKtongen verwende fc und £as Verfahren
ohne Katalysator bei der gleichen Temperatur1 durchgeführt.
Nach S Stunden und 20 Minuten wurde eine Epoxydauslieute von
18 Mol«^ festgestellt, die naeli 20 Stunden nur auf 15 Moi°#
gesteigert werden konnte. Biese Versuche zeigen die Iii;deutung
der Verwendung tlor erfinduHgsseiniiQeii Katalysatoren.
2 g Tetralinhydroperox^il (Mt einer Reinheit von '&J3 $)
wurden mit 2 ml 2«Methylpenten-2 venaischt imö, mit Mifch
auf 20 ta! verdünnt.. 4 ral dieser mischung wurden in ein !Druckrohr
gegeben, des 0,003 g Hatriustnralybdat und 0.005 ?; ifetrium-
phospho-12-molybdat enthis.lt. Pas Bohr wurde vei'schi-';^sen
und die Umsetzung eine Stunde lang bei 83°C öurehgefiUir*· ..
Dabei wurde eine Ausfeeute an S^^-Kpoxy-P^raethylpeiitav· von.
28 MoI-^, bezogen auf die ünsahl dev Mole des nr-sprUi^Iich
vorhandenen Hydroperox^rafi GiCRiittelt, ^oljsi ^eßoch 45 MoI-^
des Eyäroperoxyös nicht refißfx*rt hatten.
9098U/1171
2,9 s α-Hydroperoxydiisopropylketon (rait einer Reinheit von
68,8 fi) wurden mit h ml Octen-1 vermischt und die Mischung
Kitt Methanol auf 13 ml verdünnt. 4 ml dieser Mischung wurden
in ein Druckrohr gegeben, das 0,005 g Natriun«tolybdat und
0,005 g Hal;riuinphospho«12"Bsolybdat enthielt. Die Reaktion
wurde K Stunden lang bei 750C durchgeführt. Eine Analyse der
Produkte zeigt, daß 20,9 Mol-# nichtuntgesetztes Hydroperoxyd
vorhanden waren, während die Ausbeute an Epoxyd 79,1 MoI-Ji ,
bezogen auf die Anzahl der Mole des Hydroperoxyd-Ausgangsmafcerials,
betrug. Das gebildete Epoxyd war l,2~Epoxyoctan.
Zur Erüilfctlung des Einflusses der Lösungsmittel auf die Ausbeute,
die bei einer besonderen Reaktion erzielt werden konnte« wurde eine Anzahl von Lösungsmitteln verwendet, wobei
alle anderen Bedingungen gleich blieben. Als Olefin wurde 0efcen~l und als Hyöroperoxyd tert.-Butylhydroperoxyd verwendet.
Die Umsötzungetemperafcur der zwei Stunden dauernden Reaktion
betrug ljJ5eC. Die Reaktionsmischungen wurden durch Vermischen
von 16 ml Octen-1 rsit 8 ml tert. °Butylhydroperoxyd (5,9 g
mit einer Reinheit von 72,05$) und 11 ml Lösungsmittel hergestellt.
Jeweils 4 ml einer jeden derartigen Mischung wurden in Druckrohre gegeben., die ungefähr 0,02 g Natriusamolybdat
und ungefähr 0,02 g Natriußiphospho-12-molybdat enthielten·
Die Rohre wurden verschlossen und die Reaktion wie vorstehend beschrieben durchgeführt. Das zurückbleibende, nichtuagesctzte
909814/1171 BAD 0R1G,NAL
Hydroperoxid wurde nach bekannten Jod-Titrationsverfaftren
und dee Epoxrd nach ebenfalls bekannten Verfahren durch Ctasobromatographie
bestimtat. Xn der Tabelle II sind die verwendeten
Luaimgealttel sowie die i?olp?ozento des surUokgablle·»
benen nichttungesetsten Hydroporoxyds und der Ausbeuten an
l,2~Bpoacyoctan, bezogen auf die Anzahl der Hole dee Hydroperoxyd-Ausgangsmateriala,
angegeben.
LÖBungpKlttel
nlohtungesetztea
Hydroperoxyd
Bpoxydausbeutö
Bssigöster
Diisopropylketon
Toluol
Acetophenon
Benzol
tort.-Butanol
Xthyl-o-forroiat
Methanol
Aeeton
Dloxan
1*3
13*6
1·4
24,5
1*0
1,2
32*7 30,4
49*6 70.4
89,3 88,0 76,2
67,8 66,6 63,0 61,2 42,9
23,8 21,2
+) bezogen auf die Anzahl der Mole das ursprünglichen
Hydroperoxyds
♦+) die verwendete Xatalysatormenge betrug die HSIfte der in
den anderen Versuchen verwendeten Mengen.
Obwohl sich Methanol als ein zur Verwendung mit Curoolhydroperoxyd
vorzugsweise zu verwendendes Lösungsmittel herausge-
9098U/1171
stellt Hat, liefert es niedrigere Ausbeuten mit te^'c. ~Bu% i. ·
hydroperoxyd al« di.es Rit Lösungsmitteln v>le ToIröl r Diisopropylketon imtf Eaaigester der Fall 1st. Weiterhin zeigt sich
aus den ISrsebnias?» von Beispiel 9, <fci9 einige Lösvngesiittel
offensiohtlieb einen Boh&dlichen Einfluß auf die Reaktion
ausüben. Bei eintiw Kcntrollvereuoh unter Verwendung von Seaig«
ester als Losungaraitfcel, v:obei kein Katalysator elngesetzst
wurde« hatte sieh keine feststellbare Spoxydmenge imoh einer
Reaktionszeit von 2 stunden gebildet und auch naoh ungefähr
6 Stunden wurde nur eine Ausbaute von ungefähr h Mol~# festgestellt.
5#8 g tert.-Butylhydroperoxyä (rait einer Reinheit von 8S,7 Gew.^
wurden mit Octan·! auf 25 ral verdünnt, k ml dieser Mischung
wurden in ein Druckrohr gegeben» das ungefähr 0,02 g Natrium»
Bsolybdat und 0,02 g Natriumsllico-12-ffiolybdat enthielt. Bas
Rohr wurde verschlossen und die Reaktion bei 135°C durchgeführt.
Nach 2 Stunden betrug dlo Ausbeute an l^-Epoxyootan 88 MoI-Ji
und nach 3 Stunden 90 Kol-ρί, wobai die Ausbeute Jeweils auf
die Anzahl der Mole des ursprünglich vorhandenen Hyäropei*. -ojqrds besogen wurde. Diese Ausbauten sind vergleichbar mit
den höchsten Ausbeuten, die mit einem Lösungen!ttel, d.h.
Eesigester und Diisopropylketon, wie in der vorstehenden Tabelle II angegeben ist, erhalten.werden.
9098U/1171
BAD
!O föDZ I
Bei einem ähnlichen Versuch wurden 5*9 g tert.-Butyliiydroperoxyö
(mit einer Reinheit von 72,7 Göw.jO mit Ooten-l
auf 35 ml verdünnt* worauf 4 ml dieser Mischung in ein Druckrohr
gegeben wu£*de.3*dae ungef8hr 0,02 g ifatriuasilieo-lS-eolybdafc
enthielt« Bas Rohr wurde verschlossen und die Reaktion
zwei Stunden lang bal l^5°C durchgeführt. Die Ausbeute an
1,2-Bpoxyoctan, bezogen auf die Anzahl der Hole des ifydro~
Pöro3cyä-Ausgan£jsmafcerialsi betrug 78 M0I&
In einem weiteren ähnlichen Versuch wurden 5,8 g fcert.-Butylhydropsroxyd
mit öcten-2 auf % aa verdünnt. 4 πα dieser
Mischung wurden in ein Druckrohr gegeben, das 0,OS g Hatriumtaolybdat
und 0,08 g E?afcriuRis.ilico-12-Eiolyböat enthielt.
Das Rohr wurde verschlossen und die Reaktion awei Stunden
lang bei 1350G durchgeführt« Die Ausbeute, bezogen auf die
Anzahl der Mole an 2,3-Epoxyoctan, betrug 89 MoI^. Diese
Ausbeute ist mit der In Beispiel 1 erhaltenen Ausbeute vergleichbar, bei dessen Durchführung der gleiche Katalysator
und annähernd die gleichen Bedingungen angewendet wurden«
mit der Ausnahme, daß Methanol als Lösungsmittel verwendet
wurde. Bei Jedem der vorstehend beschriebenen Versuche war
ein Überschuß an Olefin vorhanden, welches als Σ/Ösungseittel
diente.
Es wurde eine Reihe von Versuchen durohgeführt, um die Wirkung
zu zeigen, die auftritt, wenn einseal kein Katalysator und das
9098U/1171
anöare Hai"der Zvreilcoinpoiwntenkafcalvoatot4' li\ verschiedenen
VcrhÜlfcnlsaon veFtterutafc wird. T.n jertem Falle wurden 2 raX
technischen Guw)!hi;aropevaKyä (der Roinlioifcsgrad betrog
f.Vß CeTr.^>) nilt; f·: «.ü £:-·Π3ϋη#ΐ.]Ρ9:ώοη-2 verttieoht unä anschlionfeilt
1 öl naficorfreleia HeUianol verdtlmit. Die aus 5
ndo Ueakfciormraiseimntf imrde 3 η ein Druclerohr
das die in dor 'fabsli.e Ui aui'geführten Ifatalyeator
setJKWifi.en «nfchialfc. DIo Unisetsrungon wurden die efoeiifalle
in der Tubelie IXX angegebenen Reaktionszeiten lang bei
HO0C durchgeführt? die Ausbeuten, an £f3-Kpoxy-2-M<9fchylp'„wan,
bezogen auf dl« ursprüngliche Ansah! der ECoIq an Cuinolhydroperoxyd,
aittfi obonfallR i» öor Tabelle III zusatsmengefaüt.
b 6 I 1 β III
Katalysator
S3ÜGO-12- molybdat
tnolybdat
keines 0,025 0,010 0,010
keines Iceine» 0,010 0,020
KeakticnsJseit
(h)
15 1/2
Epoxyd-Ausbeute
29,3 7«»0
82,4 85,0
Aus der Tabelle ist eu oreehenr d&ß beim Fehlen eines Katalysators
nur eina geririße Epoxydausbeute erzielt wird, wohingegen
bei Verwendung cineo Katalysators hohe Ausbeuten und bei VeiWendung einaa gominohtan Katalysators noch bessere Aus
beuten erzielt werden.
9098 U/1 171
BAD ORIGINAL
11> "I Ö b L Ί
- 29 -
Wie In Beispiel 10 beschrieben, wurde eine Roihs von ί3ί^1-
Probtn hergestellt durch Verwischen von 2ml S-Slefchyüpsnfcen-
2, 2ml Custolhyöroperoxyd und 1 ml Methanol. Blesse Pro'aan
wurden in Druckrohr« gegeben, welche die in der Tabelle IV
angegebenen KatalvsatorzusaraciensetKungen enthielten. Die Umsetzung wurde solangQ durchgeführt t bis wenigstens 90
dee ursprünglich eingeeetztec Hydroperoxycla verbraucht
mit Auannhoe der Versuche 22 a und 23,bei denen nur ungefähr
50 MoIJ^ verbraucht worden waren. In der Tabelle IV sind die
Reaktionszeiten angegeben, die bis am» Verbrauch der erwähn-
ten 90£ an lfydrop©roxyd erforderlich waren? ferner sind in
der Tabelle die Mengen des Jeweils eingesetzten Katalysators
und dl« Ausbeuten des gebildeten £poxyds,d.h. des £,>»Bpoxy~
2-methylpentanSj, in MoI^, bezogen auf d3.e Anzahl der Mols
des Cumolhydroperoxyd-Auagangsniaterials, angegeben. Die Hesk
fcionateaperatur bei allen Versuchen lag bei ungefUiir 1100C.
9 0 9 8 U / 1 1 7 1
J3
5
H
«rt-H ·
CJ
CU
t, »-I
in
30
c«
UA
ΙΛ
VO
Pi
CO
IB
CO
N Al Ol
ΙΛ ΙΛ ΙΛ
H H rf
O O
in
aw
OO
ocvä
ei
CU If\
ΙΛ VO ^ CO
rl rl
Ol
KN
9098U/1
BAD ORIGINAL
3>l
ass—s—:.
■p
b ο
ft
ti,
ο.ρ
(3
58
C-
CS
tft KY "uO r-i b
CW K\ Q VO U", £~"
- ■ CO (O GO
P 8 (M tt> O
CU Oi
„^, j
6> .*
•ri Ή §Κ
Ji1 t^ ?*% i
H r-5 01 O O OJ
O OO O OO
O OO O CO O O
O O
{ t
CU CJ
I Ii
ta in >s
vS vj vj
$4 U U
$.0
S3 S
H H
& tr
& B
Ö €■} O O
Hi
/3 ^i vl
μ» i-iU
H r-J 4^
O U Ci
© ri
0 ·Η
O fs
ti
ο
a: .si <ύ
Φ O t>
*-» Γ*« *—Α
**Λ (ι) Ϊ4
δ P1 -J»
Ti
Il
Xi t*
,ti
fi
ja a
h
Ht
& S
t~H
H H vi
O O O ©
K$
K.1
B3» U
W Γι 'Γ-
IC\ VC\
O | CVJ | HCV! | H | CM | O | O | 8 |
O | O | OO | O | O | O | O | |
c | * | 1. | O | ||||
O | O | OO | O | O | C » | O |
I-J
fr- CO
ίί% Ο τ-·} €«
r-j CJ CVl CV
Oi
W OI id
i!
Ji
H ti
9614/1171
- 22 -
Ein Vergleich von Versuch Nr. 1 mit den Versuchen, bei denen
Molybdänverbindungen eis Katalysatoren verwendet wurden,
zeigt die Bedeutung der Verwendung eines Katalysators aus einer MolybdÖnverbindung bei dem erfindungsgemäBen Verfahren zur Herstellung von Epoxyden. Bin Vergleich der Versuche
Nr. 3 und 4 mit dem Versuch Nr. 2 zeigt, daß Wolfraraate
und Vanadate nicht anstelle von Molybdaten verwendet werten
können; ein Vergleich des Versuchs Nr. 6 mit Versuoh Nr. 7
und Nr. 9 mit Nr. 10 zeigt, daß die Anwesenheit von Vanadin leicht die Ausbeuten erniedrigt, die dann erzielt werden,
wenn die entsprechenden reinen Molybdänverbindungen verwendet
werden. Ein Vergleich der Versuche Nr. 23, 2*l· und 25 mit
Versuoh Nr. 22 zeigt* daß Wolframverbindungen als Katalysatoren
für das erfindungßgeraUQa Verfahren unwirksam sind, desgleichen
zeigen die Versuche Nr..26 und 2?» daß Chromverbindungen
ebenfalls nicht verwendet «erden können. Ein Vergleich der
Versuche Nr. 2 und 5 mit Versuch Nr. 8, Nr. 2 und 6 mit Mr. 9$ Nr. 2 und 13 mit Hr. lh, Nr. 2 und 15 mit Nr. 16 iu:ü
Nr. 2 und 17 mit Mr. 18 zeigt, daß es vorzuziehen ist, Mischungen aus einem einfachen Salz Kit einer Säure oder ein
einfaches Salz mit einer komplexen Säure oder komplexe Salze zur Erzielung der verbesserten Ausbeuten in den kürzesten
Reaktionszeiten bei einer gegebenen Temperatur zu verwenden.
Die Beispiele Nr. 19* 20 und 21 zeigen, daß andere Molybdänverbindungen in gleicher Weise als Katalysatoren für das erflndungsgemäee
Verfahren wirksam sind.
9098U/1171
Um den Verlauf der Umsetzung bei höheren Temperaturen zu
unfcersuohen, wurden 9 β terfc.-Butylhydroperoxyd (mit; einer
Reinheit vom 92*5$)» 2 ml Essigester» in denen 0,16 g Natriuaeilloo-12-»olybdat gelöst waren, und 58 ca Oeten-1 in einen
Rührautoklaven aus rostfreiem Stahl überführt. Der Reaktor wurde auf 16Ο - 165"C erhitzt und 15 Minuten lang bei dieser
Teaperatur gehalten. Der Druck stieg auf 6-7 atü (90-100 psig).
Die Reaktionsmischung wurde ansohliejSend schnell abgekühlt
und die Menge an gebildetes Epoxyd bestisxrb. Es stellte, eich
heraus» daß die Ausbeute an 1,2-Epoxyootan 90 Κ0Ι& bezogen
mat die Anzahl der Hole des tert.-Butylhydroperoxyd-Ausgangßnateriala, betrug.
eine» zweiten Versuch wurden praktisch die gleichen Ausgangs8ubstanzi»engen 15 Minuten lang in einem mit Glas ausgekleideten Autoklaven auf 160 - 1650C erhitzt. Bei diesem Versuch betrug die Epoxydausboute 91 Mol$>. Diese Versuche zeigen,
daft die Umsetzung in einer Metallapparatur durohgeftihrt werden
Es wurde ein Versuch durchgeführt, der in wesentlichen dem ersten Vorsuch des Beispiels 9 ähnalte, mit der Ausnahme, daß
5*9 g tert.-Butylperoxyd anstelle des tert.-Buty!hydroperoxide
verwendet wurden. Bs wurden praktisch die gleichen Olefin-
und Xatalysatomengen verwendet! die Mischung wurde in einen
9098U/1171
verschlossenen Rohr 2 Stunden laus auf 1350C erhitzt. Er1
bildete sich kein Epoxyd. Dieser Versuch zeigt die Bedeutung
der Verwendung eines organischen Hydroperoxyds bei der
Durchführung des erfinöungsgettäSen Verfahrens.
Bs wurde ein Versuch, durchgeführt, der den in den Beispielen
IO und 11 beschriebenem Versuchen glich. Bei diesem Versuch
wurden O1OOl g gepulvertes eefcallische3 Molybdän, O4 56 g
tert.-Bufcy !hydroperoxid und 1*6? g Ooten-1 In ein Druckrohr
gegeben. Me Reaktion wuröe SO Minuten lang bei 102*C durchgeführt. Der Hydroperoxyd-Umsatz betrug 82 Μοί,ί, die Ausbeute
las bei 70 M0IJ6 Epoxyd, bezogßn auf die Hydroporoxydraenge,
die zu der Umsetzung eingesetzt wurde, oder 85^, bezogen
auf die «sigesetzte Hydroperoxydsenge. Dieses Baispiel -zci^t,
daß ebenfalls wefcallisches ilolybditn als Katalysator zur
Durchführung des erfl2idunßss©ffl8ßen Verfahrens vernendet werden tcson»
BAD ORIGINAL
, 909814/1171
Claims (6)
1. Verf&hren zur Herstellung von Epoxyäen durch Oxydation
von Olefinverbindungen in flüssiger Phase, welches in der
Kontaktierung einer Qleflnverbindung rait einera organischen
Hydroperoxyd in flüssiger Phase bei einer Temperatur zwischen ungeführ 50 und 200°C in Gegenwart eines Katalysators besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator metallisches Molybdän oder eine Molyfcdänverbindung verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« öaß
als Katalysator metallisches Molybdän., ein Salz der Holybdänsäure
oder ein Hefceropolymolybdat verwendet wird.
>. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
als Heteropoiyiaolybäat Siiieo-lS-isolybdat oder ein PhospholH-molybdat
verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche S und 3» dadurch gekennzeichnet,
daß als Katalysator eine Mischung aus einem Salz der MolybdSns&ure mit einem H&teropolyisolybdat verwendet
wird.
5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
beide Salze Natriuctsalze sind.
9 0 9 8 U / 1 1 7 1
6. Verfahren naoh einem der Ansprüche 1 - 5# dadurch gekennzeichnet,
da8 als Katalysator MolybdHnhexaoarbonyl,
Molybdlnoxyaoetoaoetonat oder Molybdänpentaohlorid verwendet
wird.
90 9814/1171 bad original
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US44674165A | 1965-04-08 | 1965-04-08 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1518521A1 true DE1518521A1 (de) | 1969-04-03 |
DE1518521B2 DE1518521B2 (de) | 1974-09-19 |
DE1518521C3 DE1518521C3 (de) | 1975-05-28 |
Family
ID=23773673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19651518521 Expired DE1518521C3 (de) | 1965-04-08 | 1965-12-16 | Verfahren zur Herstellung von Epoxyden |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE674076A (de) |
DE (1) | DE1518521C3 (de) |
GB (1) | GB1137241A (de) |
NL (1) | NL150451B (de) |
-
1965
- 1965-12-02 GB GB4984366A patent/GB1137241A/en not_active Expired
- 1965-12-16 DE DE19651518521 patent/DE1518521C3/de not_active Expired
- 1965-12-20 BE BE674076D patent/BE674076A/xx unknown
- 1965-12-30 NL NL6517166A patent/NL150451B/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1518521B2 (de) | 1974-09-19 |
NL6517166A (de) | 1966-10-10 |
GB1137241A (en) | 1968-12-18 |
DE1518521C3 (de) | 1975-05-28 |
BE674076A (de) | 1966-06-20 |
NL150451B (nl) | 1976-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2527117C3 (de) | (23-Dihydroxyphenyl)Phosphoniumhydroxid - Inneres Salz | |
DE1668500C3 (de) | ||
DE1932938A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Molybdaensalzen | |
DE1543690A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von primaeren Aminen | |
DE2038749A1 (de) | Verfahren zur Oxydation von Olefinen zu ungesaettigten Aldehyden | |
DE1103580B (de) | Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen monomere Glycidylpolyaether enthaltenden Glycidyl-polyaethern mehrwertiger Phenole | |
DE1520732A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Alkydharzen | |
DE1768636A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Isopren aus Isopentan | |
DE1793217A1 (de) | Verfahren zum Epoxydieren von olefinischen Verbindungen | |
DE1518521A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Epoxyden | |
DE2446830A1 (de) | Verfahren zur epoxydation von olefinen | |
DE1251298B (de) | Verfahren zur katalyüschen Epoxydation von Olefinen | |
DE1229102B (de) | Verfahren zur Herstellung von Monochlor-9-thiabicyclo-2-nonenen sowie deren 9-Oxyden und 9, 9-Dioxyden | |
DE2608821A1 (de) | Verfahren zur herstellung von terpenphenolharzen | |
DE2322186A1 (de) | Verfahren zur herstellung von maleinsaeureanhydrid | |
DE2010534A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von aromatischen Aldehyden und den entsprechenden Alkoholen | |
DE69913021T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von 1,2-Epoxy-5,9-Cyclododekadien | |
DE3031289A1 (de) | Verfahren zur herstellung von alkylencarbonaten. | |
DE1568002A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Epoxyden | |
DE1038283B (de) | Verfahren zur Herstellung neuartiger Epoxyverbindungen | |
DE69606108T2 (de) | Verfahren zur Propylenepoxidation | |
DE1518997C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Epoxiden | |
EP0160622A2 (de) | Zusammensetzungen enthaltend vorverlängerte Epoxidharzester | |
DE927090C (de) | Verfahren zur Herstellung von Carbonsaeuren und deren funktionellen Derivaten | |
DE1518119C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von 2 2 Bis (phenylol) propan di glycidyl ather |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: SPOTT, G., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. PUSCHMANN, H., DIPL.-ING. (FH), PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
|
8330 | Complete disclaimer |