DE1568094B - Process for the preparation of Delta 3,5 dihydrophthalic acid - Google Patents
Process for the preparation of Delta 3,5 dihydrophthalic acidInfo
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Description
Legierung verwendet wird, soll der Gehalt so gewählt werden, daß die Quecksilberlegierung oder das amalgamierte Metall bei der Reaktionstemperatur als feste Phase erhalten bleibt. Bei Blei-Quecksilber ergeben sich daher Grenzen zwischen 30: 70 bis 99,5: 0,5 bzw. 0,1 bis 2 g Quecksilber/dm2 Bleioberfläche bei der Amalgamierung, oder bei z. B. Thallium-Quecksilber solche von 50: 50 bis 99,9: 0,1, bei Blei-Quecksilber-Silber solche von 30: 69,5 : 0,5 bis 99,5 : 0,5 : 0 bis 30: 0,5: 69,5 Gewichtsteilen. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei anderen Quecksilber enthaltenden Kathoden. Bevorzugt wird z. B. die Verwendung von Cadmium, Cadmium zu Zinn = 100 : 0 bis 50: 50, Blei zu Quecksilber = 50: 50 bis 90:10, Blei zu Quecksilber zu Silber = 50: 30: 20 bis 90: 95 : 0,5, Blei zu Wismut = 30: 70 bis 80: 20, Blei zu Zinn.= 20: 80 bis 80: 20, Blei zu Cadmium = 0,5 : 99,5 bis 80: 20, Cadmium zu Wismut = 100: 0 bis 20: 80, alle Kathoden mit und ohne Amalgamierung sowie amalgamiertes Blei. Als Anode verwendet man üblicherweise Blei oder Platinmetalle. Man kann hierfür auch Bleidioxyd, Graphit, Siliciumcarbid oder andere gegen anodische Auflösung beständige oder wenigstens weitgehend beständige Materialien verwenden.Alloy is used, the content should be chosen so that the mercury alloy or the amalgamated metal is retained as a solid phase at the reaction temperature. In the case of lead-mercury, there are limits between 30:70 to 99.5: 0.5 or 0.1 to 2 g of mercury / dm 2 of lead surface during amalgamation, or in the case of e.g. B. thallium-mercury those from 50: 50 to 99.9: 0.1, with lead-mercury-silver those from 30: 69.5: 0.5 to 99.5: 0.5: 0 to 30: 0 , 5: 69.5 parts by weight. The situation is similar for other mercury-containing cathodes. Preferred is z. B. the use of cadmium, cadmium to tin = 100: 0 to 50: 50, lead to mercury = 50: 50 to 90:10, lead to mercury to silver = 50: 30: 20 to 90: 95: 0.5 , Lead to bismuth = 30: 70 to 80: 20, lead to tin. = 20: 80 to 80: 20, lead to cadmium = 0.5: 99.5 to 80: 20, cadmium to bismuth = 100: 0 to 20:80, all cathodes with and without amalgamation and amalgamated lead. Lead or platinum metals are usually used as anode. Lead dioxide, graphite, silicon carbide or other materials which are resistant or at least largely resistant to anodic dissolution can also be used for this purpose.
Die Elektrolyse wird in üblichen Elektrolysezellen durchgeführt, bei denen Anoden- und Kathodenraum durch ein Diaphragma, z. B. aus porösem Ton, getrennt sind. Kathoden und Anoden sind in üblichen Formen ausgebildet, z. B. kann man ein Doppelmantelrohr verwenden, das heiz- bzw. kühlbar ist, in dem die Kathode als Zylinder an der Innenwand der röhrenförmigen Zelle liegt oder die Innenwand des Rohres darstellt und das ebenfalls zylinderförmige Diaphragma umgibt. Die Anode besteht z. B. aus einem wassergekühlten Bleirohr. Man kann aber ebensogut Trogzellen mit plattenförmigen Elektroden und mit geeigenten Kühlelementen verwenden.The electrolysis is carried out in conventional electrolysis cells in which the anode and cathode compartment through a diaphragm, e.g. B. porous clay, are separated. Cathodes and anodes are common Forms formed, e.g. B. you can use a double-jacket tube that can be heated or cooled, in which the Cathode is located as a cylinder on the inner wall of the tubular cell or the inner wall of the tube represents and surrounds the likewise cylindrical diaphragm. The anode consists z. B. from a water-cooled Lead pipe. But one can just as well use trough cells with plate-shaped electrodes and with suitable ones Use cooling elements.
Die o-Phthalsäure wird in einer Konzentration von 2 bis 8, vorzugsweise von 3 bis 6, in verdünnter wäßriger Schwefelsäure, die im allgemeinen mehr als 2, aber nicht mehr als 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise 3 bis 20 Gewichtsprozent, Schwefelsäure enthält, dispergiert. Bei Temperaturen oberhalb 70°C geht eine hinreichend große Menge an o-Phthalsäure in Lösung, daß die Teilhydrierung glatt verläuft. Es ist empfehlenswert, die maximale Löslichkeit der o-Phthalsäure bei der jeweiligen Reaktionstemperatur und dem gegebenen Schwefelsäuregehalt auszunutzen. Die Werte können ■durch einfache Versuche leicht bestimmt werden, z. B. lösen sich bei 85° C in 100 g 5%iger Schwefelsäure ■4,95 g o-Phthalsäure. Im allgemeinen ist es nicht erforderlich, Temperaturen oberhalb 100° C anzuwenden. Vorzugsweise wird das Verfahren im Temperaturbereich von 80 bis 98° C durchgeführt. Als Anolyt wird man zweckmäßigerweise ebenfalls verdünnte Schwefelsäure — etwa in derselben Konzentration wie im Katholyten — verwenden. Man kann aber auch eine etwas höhere Konzentration einhalten.The o-phthalic acid is in a concentration of 2 to 8, preferably from 3 to 6, in dilute aqueous Sulfuric acid, which is generally more than 2, but not more than 50 percent by weight, preferably 3 to 20 percent by weight, contains sulfuric acid, dispersed. At temperatures above 70 ° C one is sufficient large amount of o-phthalic acid in solution that the partial hydrogenation proceeds smoothly. It is recommended, the maximum solubility of o-phthalic acid at the particular reaction temperature and the given Exploit sulfuric acid content. The values can easily be determined by simple experiments, e. B. dissolve at 85 ° C in 100 g of 5% sulfuric acid ■ 4.95 g of o-phthalic acid. In general it is not necessary Temperatures above 100 ° C to be used. Preferably the method is in the temperature range carried out from 80 to 98 ° C. Dilute sulfuric acid is also expediently used as the anolyte - use approximately the same concentration as in the catholyte. But you can also do one Maintain a slightly higher concentration.
Die Elektrolyse wird mit Stromdichten von 1 bis 40 A/dm2, insbesondere von 3 bis 20 A/dm2 (Kathodenstrom), durchgeführt. Bei einer vorzugsweisen, kontinuierlich ausgeführten Verfahrensweise wird der Katholyt mit einer Dosierpumpe dem Kathodenraum der Elektrolysezelle zugeführt, wobei man das Phthalsäure-Schwefelsäure-Gemisch von unten nach oben durch die Elektrolysezelle strömen läßt. Der entstehende Wasserstoff sorgt für zusätzliche Konvektion. Das Reaktionsgemisch nach Verweilzeiten von beispielsweise 0,1 bis 5 Stunden in der Elektrolysezelle abgekühlt, vorzugsweise auf unter 15°C. Die gebildete Dihydrophthalsäure kristallisiert dann aus. Sie wird in üblicher Weise abgetrennt, und die Mutterlauge kann nach Zusatz von o-Phthalsäure erneut der Elektrolysezelle zugeführt werden.The electrolysis is carried out with current densities of 1 to 40 A / dm 2 , in particular 3 to 20 A / dm 2 (cathode current). In a preferred, continuous procedure, the catholyte is fed to the cathode compartment of the electrolytic cell with a metering pump, the phthalic acid-sulfuric acid mixture being allowed to flow through the electrolytic cell from bottom to top. The resulting hydrogen provides additional convection. After residence times of, for example, 0.1 to 5 hours in the electrolysis cell, the reaction mixture is cooled, preferably to below 15 ° C. The dihydrophthalic acid formed then crystallizes out. It is separated off in the usual way, and the mother liquor can be fed back to the electrolysis cell after adding o-phthalic acid.
Die hergestellte Δ 3>5-Dihydrophthalsäure ist nach einfachem Waschen mit Wasser bereits außerordentlich rein. Da sie wegen ihrer Doppelbindungen sehr reaktionsfähig ist, empfiehlt es sich, die Aufarbeitung bei verhältnismäßig tiefen Temperaturen, vorzugsweise unter 20° C, durchzuführen.The Δ 3 > 5 -dihydrophthalic acid produced is already extremely pure after simple washing with water. Since it is very reactive because of its double bonds, it is advisable to work up at relatively low temperatures, preferably below 20.degree.
AIs Hydrierzelle wird ein Doppelmantelrohr aus Glas verwendet, das mit einer zylinderförmigen amalgarnierten Bleikathode, einem zylinderförmigen Tondiaphragma und einem wassergekühlten Bleirohr als Anode versehen ist. Der Katholyt wird mit Hilfe einer Dosierpumpe unter der Zelle zugeführt und oben entnommen.A double-jacket tube made of glass is used as the hydrogenation cell, which is amalgamated with a cylindrical Lead cathode, a cylindrical clay diaphragm and a water-cooled lead tube as Anode is provided. The catholyte is fed with the aid of a metering pump under the cell and above taken.
Höhe der Röhrenzelle 57 cmHeight of the tubular cell 57 cm
Durchmesser der Röhrenzelle 6,5 cmDiameter of the tubular cell 6.5 cm
Kathodenfläche 10 dm2 Cathode area 10 dm 2
Anodenfläche 3,1 dm2 Anode area 3.1 dm 2
Kathodenraum 11Cathode compartment 11
Reaktionstemperatur 85° CReaction temperature 85 ° C
Stromdichte 10 A/dm2 Current density 10 A / dm 2
Stromumsatz 150%Electricity turnover 150%
Katholyt 5%ige H2SO4 Catholyte 5% H 2 SO 4
+ 4,5% o-Phthalsäure+ 4.5% o-phthalic acid
Anolyt 5°/oige H2SO4 Anolyte 5% H 2 SO 4
Katholytdurchsatz 4,6 kg/Std. (206,5 gCatholyte throughput 4.6 kg / hour (206.5 g
o-Phthalsäure)o-phthalic acid)
o-Phthalsäureumsatz 100%o-phthalic acid conversion 100%
Δ 3>5-Dihydrophthalsäure- Δ 3> 5 -dihydrophthalic acid-
Ausbeute 88 % der TheorieYield 88% of theory
Raum-Zeit-Ausbeute 0,184 kg Dihydro-Space-time yield 0.184 kg dihydro
phthalsäure/1 Reaktionsraum u. Std.phthalic acid / 1 reaction chamber and hours
Stromausbeute 58,75%Current efficiency 58.75%
Im Dauerbetrieb über 8 Tage wurde keine Veränderung des Ergebnisses infolge einer Vergiftung der Kathode festgestellt. <d2>6-Dihydrophthalsäure konnte im Reaktionsprodukt nicht nachgewiesen werden.In continuous operation for 8 days, no change in the result due to poisoning of the cathode was found. <d 2> 6 -dihydrophthalic acid could not be detected in the reaction product.
Teerartige Verunreinigungen traten nicht auf.Tar-like impurities did not occur.
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B ei s piele 2 bis 10 '* - /_' : Examples 2 to 10 '* - / _' :
Mit Kathoden anderer Zusammensetzung wurden unter gleichen Bedingungen wir im Beispiel 1 folgende Ergebnisse erhalten:Using cathodes of a different composition, under the same conditions, we used the following in Example 1 Get results:
satz, °/„o-PS *) - Um-
sentence, ° / "
beute % der Theorie^ 3 - 5 -DHPS **) - Aus.
loot% of theory
beute,0/»Power cut - ■
prey, 0 / »
*) o-PS = o-Phthalsäure
**) DHPS = Dihydrophthalsäure*) o-PS = o-phthalic acid
**) DHPS = dihydrophthalic acid
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