DE1568801A1 - Process for the production of oxirane compounds - Google Patents
Process for the production of oxirane compoundsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Oxiranverbindungen und insbesondere die Epoxydation von olefinisch ungesättigten Verbindungen zu den entsprechenden Oxiranverbindungen mit Hilfe von organischen Peroxyboranen als Bppxydlerungsmittel.The invention relates to an improved method of manufacture of oxirane compounds and in particular the epoxidation of olefinically unsaturated compounds to the corresponding oxirane compounds with the help of organic Peroxyboranes as oxidizing agents.
Die Herstellung von Oxiranverbindungen, zum Beispiel Von Äthylenoxyd oder Propylenoxyd, hat sehr große technische Bedeutung. Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen aus den olefinischen Vor-The production of oxirane compounds, for example of ethylene oxide or propylene oxide, is very technical Meaning. There are already various methods of manufacture of these compounds from the olefinic
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läufern vorgeschlagen worden?Beispielsweise wird Xthylenoxyd teohnisoh durch Oxydation von Xthylen an verschiedenen festen Katalysatoren mit molekularen Sauerstoff hergestellt·ferner sind verschiedene Verfahren zur Epoxidation von Olefinen, zu» Bei spiel von Propylen, duroh katalytische Umsetzung eines Hydroperoxydo mit dem Olefin entwickelt worden.For example, ethylene oxide is produced by the oxidation of ethylene on various solid catalysts with molecular oxygen. Furthermore, various processes for the epoxidation of olefins, for example propylene, have been developed through the catalytic reaction of a hydroperoxide with the olefin.
Trotz der bereite erzielten technologischen Fortechritte auf diesem Gebiet besteht immer noch ein Bedarf an neuen Verfahren zur Herstellung der wertvollen Oxiranverbindungen. Despite the ready technological advances achieved There is still a need in this area for new processes for the preparation of the valuable oxirane compounds.
Die Erfindung bezweckt daher ein neues Verfahren zur Epoxy* dation von olefinisch ungesättigten Verbindungen zu den Oxiranderivaten.The invention therefore aims at a new process for epoxy * dation of olefinically unsaturated compounds to the Oxirane derivatives.
überraschenderweise wurden nun gefunden, das organische Peroxyborane hervorragend wirksame Epoxydierungsmittel für die Umwandlung von olefinisch ungeeättigten Verbindungen in die Oxlranderlvate sind. Insbesondere wurde gefunden, daß die Peroxyborane bef leicht einstellbaren Reaktionebedingungen »it olefinischen Verbindungen in guten Auebeuten und mit hohen Selektivitäten glatt zu dem Oxiranprodukt reagieren.Surprisingly, it has now been found that the organic Peroxyborane excellent epoxidizing agents for the conversion of olefinically unsaturated compounds into the Oxlranderlvate are. In particular, it has been found that the Peroxyboranes are easily adjustable reaction conditions olefinic compounds in good yields and with high selectivities react smoothly to the oxirane product.
Brfindungsgemäß wird eine olefinisch ungesättigte Verbindung mit einem Alkyl- oder Aralkylperoxyboran in flüssiger Phase umgesetzt, und die erhaltene Reaktionsmischung wird zur Abtrennung einer Oxiranverbindung als Produkt aufgearbeitet, beispielsweise durch Destillation.According to the invention, an olefinically unsaturated compound is used with an alkyl or aralkyl peroxyborane in the liquid phase reacted, and the reaction mixture obtained is worked up to separate an oxirane compound as a product, for example by distillation.
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Zu den erfindungsgemäß epoxydierbaren olefinisch ungesättigten Stoffen gehören beispielsweise substituierte und unaubstituierte aliphatisohe und alicyclieche Olefine, die Kohlen. wasserstoffe, Ester, Alkohole, Ketone, Äther oder dergleichen sein können. Bevorzugte Verbindungen sind solche mit etwa 2 bis 30 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise wenigstens 3 Kohlenstoffatomen« Beispiele fUr solche Olefine sind Äthylen, Propylen, n-Butylen, Isobutylen; die Pentene, die Methylpentene, die n-Hexene, die Ootent, die Dofieoene, Cyclohextn, Iiethyl·The olefinically unsaturated ones that can be epoxidized according to the invention Substances include, for example, substituted and non-substituted aliphatic and alicyclic olefins, the coals. hydrogen, esters, alcohols, ketones, ethers or the like could be. Preferred compounds are those with about 2 to 30 carbon atoms and preferably at least 3 carbon atoms « Examples of such olefins are ethylene, propylene, n-butylene, isobutylene; the pentenes, the methyl pentenes, the n-hexene, the ootent, the dofieoene, cyclohexene, diethyl
oyοlohexen, Butadien, Styrol, Methylstyrol, Vinyltoluol, Tinyloyclohexen und die Phenylcyolohexene. Man kann Olefin· verwenden, die beispielsweise Halogen, Sauerstoff und Schwefel enthaltende Substituenten aufweisen. Zu solchen substituierten Olefinen gehören beispielsweise Allylalkohol, HethaiIy!alkohol, Cyclohexanol, Diallyläther, Methylmethaorylat, MβthyIolernt, Methylvinylketon und Allylchlorid« Im allgeminen können nach des erfindungsgemäfien Verfahren sämtliche olefinischen Stoffe, einschließlich olefinisch ungesättigter Polymerer, epoxydiert werden, die man nach bekannten Verfahren epoxydieren kann.oyοlohexene, butadiene, styrene, methyl styrene, vinyl toluene, Tinyloyclohexen and the phenylcyolohexenes. One can use olefins such as halogen, oxygen and sulfur having substituents containing. Such substituted olefins include, for example, allyl alcohol, methyl alcohol, Cyclohexanol, diallyl ether, methyl methaorylate, methylene chloride, Methyl vinyl ketone and allyl chloride «In general, according to des Process according to the invention all olefinic substances, including olefinically unsaturated polymers, which can be epoxidized by known methods.
Sin erfindungeweeentliches Merkmal iet die Umsetzung des Olefine mit dem Peroxyboran. Ee gibt allgemein zwei AusfUhrungsformen dee erfindungsgemäßen Verfahren, die erfolgreich angewandt werden können. Die olefinische Verbindung kann mit vorgebildetem Peroxyboran umgesetzt v/erden. Diese AusfUhrungsfomA feature of the invention is the implementation of the Olefins with the peroxyborane. There are generally two embodiments the methods according to the invention which can be used successfully. The olefinic compound can with preformed peroxyborane reacted v / ground. This execution form
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dee erfindungegenäeen Verfahrene let berorsugt. Dae Peroxyböran kann aber auch in eitu hergestellt werden, indem nan in die Epoxydationezone das Olefin und die eur Bildung des Peroxyborane erforderlichen Reaktioneteilnehmer einführt·The inventive method let berorsugt. Dae peroxyborane but can also be produced in eitu by inserting nan into the Epoxidationezone the olefin and the eur formation of the peroxyborane introduces the necessary reaction participants
Die **eroxyborane, die einen der Reaktioneteilnehmer dee erfindungegemäßen Verfahrens dareteIlen, eind Verbindungen, die einen direkt an ein Boratom gebundenen organischen Peroxyreet (R1OO-) aufweisen· Am zweckmäfligsten wird das Peroxyboran duroh Umeet.^ung eines organieohen Hydroperoxyde mit einer Bor«· eäure, mit Boroxyd oder einem Alkoxyboran hergestellt. Dieve IU Peroxyboranen führenden Reaktionen laseen sich duroh die folgenden Gleichungen daretellentThe eroxyboranes, which are one of the participants in the reaction of the process according to the invention, and compounds which have an organic peroxyethylene (R 1 OO-) bonded directly to a boron atom «· Acid, made with boron oxide or an alkoxyborane. The reactions involving IU peroxyboranes can be illustrated by the following equations
(1) B-(OR)3 ♦ R1OOH » (Ri0°)B -B-(OR)n ♦ (3-n)R0H(1) B- (OR) 3 ♦ R 1 OOH >> (Ri0 °) B -B- (OR) n ♦ (3-n) R0H
worin m eine garne Zahl τοη 1 bie 3, η eine ganze Zahl ton O ble 2 und die Summe aue m und ή gleich 3 let, R ein Waeeenftöffatom oder einen niederen Alkylreet mit 1 bie 6 Kohlenetoffatomeh und R1 einen Alkyl-, Aryl-, Alkaryl» oder Araikylreet mit 2 bie 30 Kohlenstoffatomen bedeutet;where m is a number τοη 1 to 3, η is an integer ton O ble 2 and the sum of aue m and ή is 3 let, R is a waeeenftöffatom or a lower alkylreet with 1 to 6 carbon atoms and R 1 is an alkyl, aryl "Alkaryl" or Araikylreet with 2 to 30 carbon atoms means;
(2) O-B-OR + R1OOH —frO-B-O-OR«, *· ROH(2) OB-OR + R 1 OOH -frO-BO-OR «, * • ROH
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worin R und H1 wie oben definiert sind undwherein R and H 1 are as defined above and
(3) B2O3 + R1OOH > 0-B-O-OR1 + 0-B-OH(3) B 2 O 3 + R 1 OOH> 0-BO-OR 1 + 0-B-OH
worin R1 wie oben definiert ist·wherein R 1 is as defined above
Die Herstellung der Peroxyborane ist im einzelnen in, der Patentanmeldung der gleichen Anmelderin vom gleichen Anmeldetag mit dem internen Aktenseichen Caae 851 beschrieben.The preparation of the peroxyboranes is detailed in the patent application of the same applicant from the same filing date with the internal file Caae 851.
Einzelne Beispiele für erflndungegemäß verwendbare Peroxyborane sind Dimethoxy-alpha-phenyläthylperoxyboran, Methoxy-dialpha-phenyläthylperoxyboran, Tri-alpha-phenyläthylperoxyboran, alpha-Phenyläthylperoxyboroxin, die entsprechenden alpha,alpha-Dime thylperoxyborane, die entsprechenden Xthoxy-, n-Propoxy«» i-Propoxyverbindungen: Di-tert.butoxy-tert.-butylperoxyboran» tert.-Butoxy-di-tert,-butylperoxyboran, Tri-tert.-butylptroxyboran, tert.-Butylperoxyboroxin und dergleichen.Individual examples of peroxyboranes which can be used according to the invention are dimethoxy-alpha-phenylethylperoxyborane, methoxy-dialpha-phenylethylperoxyborane, Tri-alpha-phenylethylperoxyborane, alpha-phenylethylperoxyboroxine, the corresponding alpha, alpha-dime thylperoxyborane, the corresponding Xthoxy-, n-Propoxy «» i-Propoxy compounds: Di-tert-butoxy-tert-butylperoxyborane » tert-butoxy-di-tert-butylperoxyborane, tri-tert-butylptroxyborane, tert-butyl peroxyboroxine and the like.
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Beispiele für Borverbindungen, die Aa Auegangsmaterial für die oben angegebenen Umsetzungen geeignet sind, sind Tri»- methoxyboran, Triüthoxyboran, Tri-tert.-butoxyboran, Tri-npropoxyboran, Orthoborsäure, Metaborsäure, Boroxyd, Methyl« boroxin, tert.-Butoxyboroxin und dergleichen.Examples of boron compounds that are Aa starting material for the reactions given above are suitable are tri »- methoxyborane, triothoxyborane, tri-tert.-butoxyborane, tri-npropoxyborane, Orthoboric acid, metaboric acid, boron oxide, methyl « boroxine, tert-butoxyboroxine and the like.
Geeignete organische Hydroperoxyde für die oben angegebenen Umsetzungen sind Verbindungen der Formel R1 0OH, worin R1 Suitable organic hydroperoxides for the above reactions are compounds of the formula R 1 0 OH wherein R 1
wie oben definiert 1st. Bevorzugte Hydroperoxyde sind bei..-? spielsweisetert.-ButylhydroperoxydfCumolhydroperoxydCalpha, alpha-Dimethylbenzylhydroperoxyd), Äthylbenzolhydroperoxyd(alpha-Phenyläthylhydroperoxyd), Cyclohexylhydroperoxyd, Benzylhydroperoxid und Tetrahydronaphthalylhydroperoxyd.as defined above 1st. Preferred hydroperoxides are at ..-? e.g. tert-butylhydroperoxidefCumolhydroperoxideCalpha, alpha-dimethylbenzyl hydroperoxide), ethylbenzene hydroperoxide (alpha-phenylethyl hydroperoxide), Cyclohexyl hydroperoxide, benzyl hydroperoxide and tetrahydronaphthalyl hydroperoxide.
Bei der Herstellung der Peroxyborane nach den oben beschriebenen Reaktionen wird die Umsetzung zweckmäßig bei 40 - 1750C unter Drucken durchgeführt, die im allgemeinen im Bereich von 0,07 bis 3,5 Atmosphären (1 bis 50 psia) liegen. Die HolverhältniBse der Reaktionateilnehmer, angegeben in Mol Hydroperoxyd pro Atom Bor, liegen vorzugsweise im Bereich von 1 : 10 bis 10 : 1 und am zweckmäßigsten im Bereich von 1 : 2 bis 2 : 1. Es ist möglich, Feroxyborane mit 1 bis 3 Peroxygruppen pro Atom Bor herzustellen. Alle solche Verbindungen sind für die erfindungsgemäßen Zwecke geeignet.In the preparation of Peroxyborane according to the above reactions, the reaction is advantageously carried out at 40 - 175 0 C carried out under pressures which are generally in the range of 0.07 to 3.5 atmospheres (1 to 50 psia). The pick-up ratio of the reaction participants, given in moles of hydroperoxide per atom of boron, is preferably in the range from 1:10 to 10: 1 and most expediently in the range from 1: 2 to 2: 1. It is possible to use feroxyboranes with 1 to 3 peroxy groups per Making atom of boron. All such compounds are suitable for the purposes of the invention.
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Außer nach den voretehend beschriebenen Verfahren können ähnliche Peroxyborane durch Umsetzung von organischen Hydroperoxyden mit Bortrichlorid hergestellt werden. Dabei werden im allgemeinen ähnliche Reaktionsbedingungen angewandt.In addition to the methods described above, similar Peroxyboranes are produced by reacting organic hydroperoxides with boron trichloride. Be there generally similar reaction conditions were used.
Die ^eroxyborane können ferner durch Autoxydation von Bortrialkylen, eum Beispiel Bortrimethyl oder Bortri-tert.-butyl, nit molekularem Sauerstoff hergestellt werden. Diese Arbeitsweise wird jedoch weniger bevorzugt.The ^ eroxyboranes can also be obtained by autoxidation of boron trialkyls, eum example boron trimethyl or boron tri-tert.-butyl, can be produced with molecular oxygen. This way of working however, it is less preferred.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrene wird das Peroxyboran mit dem Olefin nach folgenden allgemeinen Reaktionen umgesetztιWhen carrying out the method according to the invention, the peroxyborane with the olefin according to the following general principles Reactions implemented
n2 2 n 2 2
♦ ^J-O -4 (R1O)n-B-(OR)n+ f ♦ ^ JO -4 (R 1 O) n -B- (OR) n + f
*r ^s ^ R * r ^ s ^ R
R2 R2 R2 R 2 R 2 R 2
R2 R2 R 2 R 2
0-B-O-OR1 + C-O' ). 0-B-O-R1 ♦ CO0-BO-OR 1 + CO '). 0-BOR 1 ♦ CO
R2 "2 *2R 2 "2 * 2
worin R, R1, m und η wie oben definiert sind und die Reste R2, die untereinander gleich oder verechieden sein können, Waseeretoffatome oder substituierte oder unsubetltuierte Kohlenwasserstoffreste mit etwa 1 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeuten.in which R, R 1 , m and η are as defined above and the radicals R 2 , which can be identical or different from one another, are hydrogen atoms or substituted or unsubstituted hydrocarbon radicals having about 1 to 20 carbon atoms.
8AD ORiGINAt 009813/17698AD ORiGINAt 009813/1769
Die Reaktionemischung wird sur Gewinnung del Olefinoxyde aufgearbeitet. Es let ein besonderer Vorteil det erfindungegemäfien Verfahrene, daß der ale Coprodukt der Bpoxydatlon gebildete Borateeter einfach wiedergewonnen und erneut für nachfolgende Epoxydationen verwendet werden kann. Man kann auoh außerordentlich Wertvolle Coprodukte, zum Beispiel Glykole, herstellen.The reaction mixture is used to recover the olefin oxides worked up. It has a particular advantage in the invention Process that the al coproduct of Bpoxydatlon formed borateeters simply recovered and re-used for subsequent epoxidations can be used. One can Also manufacture extremely valuable co-products, such as glycols.
Venn beispielsweise R und 'R1 gleich sind,kann der Borateeter aus der Epoxidation direkt für die Reaktion mit weiterem Hydroperozyd zur Herstellung von Peroxyboran wiederverwendet werden.If, for example, R and 'R 1 are the same, the borateeter from the epoxidation can be reused directly for the reaction with further hydroperoyd to produce peroxyborane.
wenn R1 und R verschieden elnd und R beispielsweise ein niederer Alkylreet und R1 ein Aralkylrest ist, kann der Aralkylboratester aus der Epozydatlon durch Alkoholyse in den niederen Alkyl(vorzugsweise Hethyl)borateeter und Aralkylalkohol Übergeführt werden. Dieser niedere Alkylborateeter kann dann mit Hydroperoxyd sur Herstellung von weiterem Peroxyboran umgesetzt werden. Den Aralkylakohol kann man durch Hydrierung in das Aralkan Überfuhren und das Aralkan sum Hydroperoxyd zur weiteren Verwendung in der Peroxyboranherstellung oxydieren. Man kann aber auch den Aralkylalkohol zu einem wertvollen Styrolooprodukt des Verfahrene dehydratisieren. w hen R 1 and R are different and R is, for example, a lower alkyl radical and R 1 is an aralkyl radical, the aralkyl borate ester can be converted from epozydation by alcoholysis into the lower alkyl (preferably methyl) borate and aralkyl alcohol. This lower alkyl borate ester can then be reacted with hydroperoxide to produce further peroxyborane. The aralkyl alcohol can be converted into the aralkane by hydrogenation and the aralkane can be oxidized to hydroperoxide for further use in the production of peroxyborane. But you can also dehydrate the aralkyl alcohol to a valuable styrene product of the process.
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Bei der bevorzugten AuefUhrungaform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgebildetes Peroxyboran mit dem Olefin umgesetzt« Nach einer weiteren AuefUhrungaform kann die Peroxyboranherstellung in situ erfolgen.In the preferred embodiment of the invention In the process, pre-formed peroxyborane is reacted with the olefin Peroxyborane production done in situ.
Bei der Ausführungsform f hei der das Peroxyboran in siiu hergestellt wird, ist es im allgemeinen erforderlich, den als Coprodukt der Peroxyboranbildungsreaktion entstandenen Alkohol oder das Wasser zu entfernen. Diese Entfernung ist erforderlich, um die Bildung beträchtlicher Mengen Peroxyboran zu gewährleisten. Bei dieser AusfUhrungsforia sollen die Reaktionsteilnehmer so gewählt werden, daß eine leichte Entfernung des als Coprodukt gebildeten Wassere oder Alkohole gewährleistet ist. Dabei ist der Alkylsubstituent an dem als Reaktionsteilnehmer verwendeten Bor· säureester zu berücksichtigen, so da8 der entsprechende Alkohol durch Destillation leicht entfernt wird. Ee ist häufig vorteilhaft, in die Heaktio.nemischung ein inertes Material einzuführen, das die Entfernung des Alkohole oder Wassere duroh Abstreifen oder Azeotropbildung unterstützt,; Geeignete Mensen an Borverbindung sind 0,3 bis 10 Mol pro Mol Hydroperoxyd.In embodiment f, in which the peroxyborane is prepared in siiu, it is generally necessary to remove the alcohol or the water formed as a coproduct of the peroxyborane formation reaction. This removal is necessary to ensure the formation of significant amounts of peroxyborane. In this embodiment, the reactants should be chosen so that easy removal of the water or alcohols formed as a coproduct is ensured. The alkyl substituent on the boric acid ester used as the reactant must be taken into account, so that the corresponding alcohol is easily removed by distillation. It is often advantageous to introduce an inert material into the reaction mixture which will aid in the removal of alcohols or water by stripping or azeotroping; Suitable amounts of boron compound are 0.3 to 10 moles per mole of hydroperoxide.
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~ ίο .·~ ίο. ·
Dae Peroxyboran kann entweder in BtÖOhiometriechen oder in katalytiechen Mengen verwendet werden. Bei katalytlsohen Verfahren wird ein Hydroperoxydüberβchuß eingeeetst, der kontinuierlich mit dem Alkoxyboran reagiert und daduroh weitere Mengen Peroxyboran regeneriert. Beiepieleweiee kann man in einem Syθtem, bei dem Trleyolohexylperoxyboran und Hexadaoen-2 umgesetzt werden, eine katalytieohe Menge Trioyclohexyloxyboran mit einem übereehuB an Cyolohexylhydroperoxyd und Hexadeoen-2 vereinigen. Durch Abdeetillieren von Cyclohexanol «ue dieaem Syetem kann dag bei der Epoxydatlon entstandene 'rloyelohexyloxyboran mit weiteren Mengen dee Hydroperoxyde unter Bildung von weiterem Peroxyboran-Reaktioneteilnehmer tür Umsetzung gebracht werden. Für einen solchen Katalysator eind Mengen an Borverbindung von 0,0001 Mol ble 0,3 Mol pro Mol Hydro« peroxyd geeignet.Dae peroxyborane can either be in BtÖohiometry or can be used in catalytic amounts. In the case of catalytic processes, an excess of hydroperoxide is poured into the water reacts continuously with the alkoxyborane and then more Amounts of peroxyborane regenerated. You can, for example in a system in which trleyolohexylperoxyborane and hexadaoen-2 are reacted, a catalytic amount of trioyclohexyloxyborane with an excess of Cyolohexylhydroperoxid and Unite Hexadeoen-2. By distilling off cyclohexanol from the system, this can occur during epoxidation 'rloyelohexyloxyborane with further amounts of the hydroperoxides with the formation of further peroxyborane reaction participants Implementation. For such a catalyst one Amounts of boron compound from 0.0001 mol to 0.3 mol per mol of hydro « peroxide suitable.
Im allgemeinen let es «war wUneohentwert, die Eonsentration an Peroxyboran duroh Entfernung von faeeer, wenn Metaboretfure ale Reaktioneteilnehmer verwendet wird, oder durch Entfernung von Alkohol, wenn ein Alkoxyboran ale Reaktioneteilnehmer verwendet wird, zu erhöhen, in manchen Systemen let dies jedoch nioht erforderlich. Beiepieleweiee bildet eich in Systemen, in * denen ein tert.-Hydroperoxyd zusammen mit einem von einem tertiären Alkohol abgeleiteten Alkoxyboran verwendet wird, genügendIn general, let it "be worthless to do the eonsentration." Peroxyborane duroh removal of faeeer when metaboretfure all reactants is used, or by removal of alcohol when an alkoxyborane is used as all reactants will, however, in some systems let this increase not required. Beiepieleweiee forms eich in systems, in * where a tertiary hydroperoxide is used together with an alkoxyborane derived from a tertiary alcohol, sufficient
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Alkylperoxyboran ohne gleichzeitige Entfernung von Alkohol« Das Alkoxyboran kann daher zur Erzielung einer vorteilhaften Umsetzung ohne Entfernung von Wasser oder Alkohol in Mengen von 0,0001 bis 10 Mol'pro Mol Hydroperoxyd verwendet werden. Solche Systeme Bind beispielsweise tert.-Butylhydroperoxyd + Tri*· tert.-butoxyboran und alpha,alpha-Dimethylbenzylhydroperoxyd + Tri-alpha,alpha-dimethy1-benzyloxyboran.Alkylperoxyborane without simultaneous removal of alcohol The alkoxyborane can therefore be used in amounts of 0.0001 to 10 moles per mole of hydroperoxide to achieve an advantageous reaction without removing water or alcohol. Such systems include, for example, tert-butyl hydroperoxide + tri * tert-butoxyborane and alpha, alpha-dimethylbenzyl hydroperoxide + tri-alpha, alpha-dimethy1-benzyloxyborane.
PUr die Epoxydation Bind in allgemeinen Temperaturen von 50 - 2000C, vorzugsweise von 90 - 1500C, "und Drucke von. 0,35 Atmosphären bis TOatü (5 peia - 1000 peig) geeignet. PUr the epoxidation Bind in general temperatures of from 50 - from 90 200 0 C, preferably - suitable - (1000 Peig peia 5) 150 0 C, "and pressures of 0.35 atmospheres to TOatü..
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie su besohränken. The following examples illustrate the invention without specifying it.
Duron Unsstsung von Trimethoxyboran mit Athylbenzolhydroperoxyd wird ein als Epoxydationereaktionetellnehmer geeignetes Peroxyboran hergestellt. Das Xthylbenzolhydroperoxyd in Form einer 12 st-igen Löeung in Äthylbenzol und dae Trimethoxyboran werden in Holverhältnissen von 1 t 5 vereinigt und bei 70 - 800^ und 0,35 atü (5 psig) umgesetzt. Während der Umsetzung wird eine Mischung aus Methylalkohol und Trimethoxyboran aus der Reaktionszone abdestilliert. Dieses Destillat wird kondensiert, und das Trimethoxyboran wird abgetrennt und in'die Reaktionszone zurückgeführt. Die Reaktion wird fort-Duron solution of trimethoxyborane with ethylbenzene hydroperoxide produces a peroxyborane suitable as an epoxidation reaction participant. The ethylbenzene hydroperoxide in the form of a 12-hour solution in ethylbenzene and the trimethoxyborane are combined in proportions of 1 to 5 and reacted at 70-80 0 ^ and 0.35 atmospheres (5 psig). During the reaction, a mixture of methyl alcohol and trimethoxyborane is distilled off from the reaction zone. This distillate is condensed and the trimethoxyborane is separated off and returned to the reaction zone. The reaction will continue
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gesetzt, bis praktisch das gesamte Hydroperoxyd in einen Boratester übergeführt let, was dadurch festgestellt wird, daß 1 Mol Methanol pro Mol Hydroperoxyd-Reaktionstoilnehmer gewonnen wird.put until practically all of the hydroperoxide in one Borate ester transferred, which is determined by that 1 mole of methanol per mole of hydroperoxide reactants is won.
Die das Feroxyboran enthaltende Lösung wird dann in einer Epoxydationszone mit Propylen vereinigt und bei einer Temperatur von 1150C und 45,5 atü (650 psig) umgesetzt. Das Ilolverhältnis von Peroxyboran zu Propylen beträgt 1 : 15. Naoh einer Re~ aktionszeit von 4 Stunden beträgt die Peroxyboranumwandlung 94 CS bei einer Reakt ions Selektivität zu Propylenoxyd von 55 £, bezogen auf umgewandeltes Ptroxyboran.The the Feroxyboran containing solution is then combined in a Epoxydationszone with propylene and reacted (650 psig) at a temperature of 115 0 C and 45.5 atm. The Ilolverhältnis of Peroxyboran to propylene is 1: 15 N aoh a re ~ action time of 4 hours is the Peroxyboranumwandlung 94 C S at a React ion selectivity to propylene oxide of 55 £, based on converted Ptroxyboran.
Die erhaltene Reaktionsmlschung wird zur Trennung der versohledenen Bestandteile destilliert. Das Propylenoxyddeetillat stellt ein Produkt des Verfahrens dar. Hiohtumgeeetatee Propylen wird zurückgewonnen und surUckgefUhrt. Das Per- ;' pxyboran 1st durch die Bpoxydationsreaktlon beinah· vollständigThe reaction mixture obtained is used to separate the spilled Ingredients distilled. The propylene oxide deetillate represents a product of the process. Hiohtumgeeetatee Propylene is recovered and recycled. The per-; ' pxyborane is almost complete through the oxidation reaction
zu einem gemischten Alkoxyboran reduziert worden. Dieses Material wird gewonnen und bei 700C alt einem Überschuß an Methylalkohol behandelt, wodurch das gesamte Boran in das Trlmethoxyboran Übergeht, das als Azeotrop mit Methanol und //--Phenyläthanol entfernt wird. Das Trimethoxyboran wird nach Abtrennung von Methanol in die Peroxybildungsstufe zurückgeführt. Dae Jj -Phenyläthanol wird an einem Titandioxyd-Katalysator zu Styrol, einem Coprodukt des Verfahrene, dehydratisiert.has been reduced to a mixed alkoxyborane. This material was recovered and treated old an excess of methyl alcohol at 70 0 C, whereby the entire borane in the Trlmethoxyboran passes over as an azeotrope with the methanol and // - phenylethanol is removed. The trimethoxyborane is returned to the peroxy formation stage after the methanol has been separated off. Dae Jj -phenylethanol is dehydrated over a titanium dioxide catalyst to styrene, a coproduct of the process.
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Beispiel 2Example 2
Eine Lösung von 1,0 Mol Triäthoxyboran und 0,50 Mol Äthylbenzolhydroperoxyd in einem löaungsmittelgemiech, dae praktisch aus 9 Mol Äthylbenzol und 9 Mol Cyolohexan besteht, wird in einer ganz aus Glas bestehenden Vorrichtung bei Atmosphärendruck mit Hilfe einer 20-bödigen Oldershaw-Kolonne mit einem RUckflußverhältnia von etwa 10 : 1 destilliert. Das Destillat mit einem Siedebereich von 65 ~ 800C enthält 0,5 Mol Xthanol und als Rest Cyclohexan.Im verbleibenden Blaseninhalt liegen nicht umgesetztes Boran und mehr al 98 i» des Peroxydgehalts der Beschickung überwiegend in Form von Diäthoxy alpha-phenyläthylperoxyboran vor·A solution of 1.0 mole of triethoxyborane and 0.50 mole of ethylbenzene hydroperoxide in a solvent mixture, which consists practically of 9 moles of ethylbenzene and 9 moles of cyolohexane, is placed in a device made entirely of glass at atmospheric pressure using a 20-tray Oldershaw column a reflux ratio of about 10: 1 distilled. The distillate having a boiling range of 65 ~ 80 0 C contains 0.5 mol Xthanol and remaining as a residual bubble content Cyclohexan.Im not be unreacted borane and more al i 98 "of Peroxydgehalts the feed predominantly in the form of alpha-diethoxy phenyläthylperoxyboran before ·
Die so erhaltene Peroxyboranlösung wird für eine Reihe verschiedener Epoxydationsversuche Verwendet. Die folgende Tabelle gibt die Reaktionsbedingungen sowie die erzielten Ergebnisse wieder.The peroxyborane solution thus obtained is used for a number of different Epoxidation tests used. The following table gives the reaction conditions and the results obtained again.
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Versuch Olefin-• MillimolTry olefin • millimoles
Peroxy-Peroxy
boran,borane,
MillimolMillimoles
Peroxyd-Peroxide
sauerstoffoxygen
Reaktions- Reaktionszeit, Stdn. temp·Reaction time, hours temp
On O n
Korn, an Peroxyd-O« in Beschickung Millimol pro Gramm Grain, of peroxide, in charge millimoles per gram
Peroxydsauers toff UmwandlungPeroxide conversion
5«5 «
Selektivität zu Epoxyd. £Selectivity to epoxy. £
keinesnone
OO(O
OO
15 1515 15
1515th
2 22 2
100 100100 100
100100
115115
0,50 0,560.50 0.56
0,340.34
0,280.28
0,400.40
0 570 57
8888
8080
6767
0 210 21
8787
9090
53 _> cn53 _> cn
- 15 Beispiel 3 - 15 Example 3
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung von Peroxyboran in situ und die Epoxidation mit molaren Mengen Borverbindung.This example illustrates the production of peroxyborane in situ and the epoxidation with molar amounts of boron compound.
500 g einer 4 feigen Lösung von Gyolohexylhydroperoxyd in Cyclohexan (0,173 liol) wird nit 11,7 g (0,08 Mol) Triäthoxyboran und 78,5 g (0,7 Mol) Octen-2 versetzt. Man erwärmt die Mischung an einer Destillationskolonne zum RUckfluß und dsstilllert Über Kopf eine Mischung aus Äthanol und Cyclohexan ab. Naoh 6 Stunden beträgt die Peroxydumwandlung 75 i> und die Selektivität eu 2,3-Epoxyoctan 68 i». 500 g of a 4 fig solution of gyolohexyl hydroperoxide in cyclohexane (0.173 liol) are mixed with 11.7 g (0.08 mol) of triethoxyborane and 78.5 g (0.7 mol) of 2-octene. The mixture is heated to reflux in a distillation column and a mixture of ethanol and cyclohexane is distilled off overhead. NaOH 6 hours, the Peroxydumwandlung 75 i> and the selectivity is eu 2,3-epoxyoctane 68 i ".
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung von Peroxyboran in situ und die Epoxydation mit einer katalytiechen Menge Borverbindung.This example illustrates the preparation of peroxyborane in situ and epoxidation with a catalytic amount Boron compound.
Eine Lösung mit einem Gehalt von 5 Gew.# Cyclohexylhydroperoxyd in Dodeoen-1 wird durch Zugabe einer Cyclohexanlösung von Cyclohexylhydroperoxyd zu dem Olefin und Vakuumdestillation zur Entfernung von Cyclohexan hergeatel*. Diese Lösung wird mit Cyclohexyloxyboroxin im Verhältnis von 0,02 Mol Bor pro Mol Hydroperoxyd versetzt. Die Mischung wird im Vakuum 3 StundenA solution with a content of 5 wt. # Cyclohexyl hydroperoxide in Dodeoen-1 is added by adding a cyclohexane solution of Cyclohexyl hydroperoxide to the olefin and vacuum distillation to remove cyclohexane. This solution will added cyclohexyloxyboroxine in a ratio of 0.02 moles of boron per mole of hydroperoxide. The mixture is in vacuo for 3 hours
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auf 1150C erwärmt, während Cyclohexanol kontinuierlich tue der Mitohung abdestllliert wird. Die Peroxydumwandlung *·- trägt 60 £, und die Selektirität «u. 1,2-Bpoxydodeoan 49 t. heated to 115 0 C, while the cyclohexanol do continuously Mitohung is abdestllliert. The peroxide conversion * - bears £ 60, and the selectivity «u. 1,2-Bpoxydodeoan 49 t.
Bei einer ähnlichen umeetsung, bei der die Lösung 3 Stunden ohne Entfernung Ton Alkohol auf 1150O erwärmt wird, wird nur eine 20 5*-ige Umwandlung de» Peroxyde erslelt·In a similar umeetsung, at which the solution Ton alcohol is heated to 115 0 O 3 hours without removal, a 20 5 * owned conversion de »peroxides is erslelt ·
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Dleeee Beispiel erläutert die Verwendung τοη Metaboreaure für eine Bpoxydation. 500 g einer 10 £-igen Lösung von Cyoloootylhydroperoxyd in Cyoloootsn (0,343 Mol) wird mit 190 g (1,7 Mol) Cyoloooten und 0,2 Mol Metaboreaure rereetet. Die Mischung wird unter Rühren bei etwa 400 mm (1100O) im RüokfluBsieden gehalten, wobei ein Wasserabscheider verwendet wird und der Kohlenwasserstoff in den Reaktor lurUokläuft. laoh 6 Stunden beträgt die Peroxydumwandlung 88 i» und dl· 8elektlTi* tat au Bpoxyoyolootan 76 f. Bine in der gleichen fei·· durchgeführte Umsetzung, bei der die Metaboreäure weggelassen wurde, ergab eine *eroxydumwandlung τοη nur 16 $ und eine Selektivität zu äpoxyd Ton weniger al 3 40 jC.Dleeee example explains the use of τοη Metaboreaure for a Bpoxidation. 500 g of a 10% solution of Cyoloootylhydroperoxid in Cyoloootsn (0.343 mol) is rereetet with 190 g (1.7 mol) Cyoloooten and 0.2 mol Metaboreaure. The mixture is kept under stirring at about 400 mm (110 0 O) in RüokfluBsieden, wherein a water separator is used and the hydrocarbon into the reactor lurUokläuft. LAOH six hours is the Peroxydumwandlung 88 i "and dl · 8elektlTi * did au Bpoxyoyolootan 76 f. Bine in the same fei ·· performed reaction in which the Metaboreäure was omitted, showed a * eroxydumwandlung τοη only 16 $ and a selectivity to äpoxyd Sound less than 3 40 jC.
BAD ORIGINAL
009813/1769BATH ORIGINAL
009813/1769
- 17 Beispiel 6 - 17 Example 6
Dieses Beispiel erläutert die katalytisohe Umsetzung mit in situ und ohne Entfernung von Hydroxylverbindung hergestelltem Peroxyboran.This example explains the catalytic conversion with in peroxyborane produced in situ and without removal of hydroxyl compound.
In allen Versuchen wird ein Olefin in einer 75 ecm Stahlbombe epoxydiert. In den Versuchen 6 bis 10 wird Benzol als Lösungsmittel verwendet und Propylen zu Propylenoxyd epoxy« diert. In den Versuchen 11 bis 12 wird Cyclohexan als lösungsmittel verwendet una Cyolohexen zu Cyclohexenoxyd epoxydiert· Versuch 13 wuede zu Vergleichszwecken durchgeführt«In all experiments an olefin is used in a 75 ecm steel bomb epoxidized. In experiments 6 to 10, benzene is used as the solvent and propylene to propylene oxide epoxy « dated. In experiments 11 to 12, cyclohexane is used as the solvent used una cyolohexene epoxidized to cyclohexene oxide · Experiment 13 was carried out for comparison purposes «
In jedem Versuch wird eine Misohung aus dem lösungsmittel, tert.-Butylhydroperoxyd, dem Olefin und Tri-tert.-butoxyboran in die Bombe eingefüllt und bei der angegebenen Temperatur und für die angegebene Zeit umgesetzt. Bei den Versuchen. 6 bis 10 betrug die Hydroperoxydkonzentration in dem Beeohiokungsgemieoh 6.1 Gew.-#, in den Versuchen 11 und 12 dagegen 4,4 Gew.-j6« Sie Bezeichnung "Umwandlung" in der folgenden Tabelle bedeutet Hydroperoxydumwandlung, und die Bezeichnung "Selektivität" Selektivität zu dem Olefinoxyd, bezogen auf das Hydroperoxyd*In every experiment there is a mixture of the solvent, tert-butyl hydroperoxide, the olefin and tri-tert-butoxyborane filled into the bomb and implemented at the specified temperature and for the specified time. In the trials. 6 to 10 was the hydroperoxide concentration in the Beeohiokgemieoh 6.1% by weight, in experiments 11 and 12, on the other hand, 4.4% by weight The term "conversion" in the following table means hydroperoxide conversion, and the term "selectivity" Selectivity to the olefin oxide, based on the hydroperoxide *
Sie erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aigegebemThe results obtained are shown in the following table
009813/1769009813/1769
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CM CMCM CM
CMCM
CM CM CMCM CM CM
VO · QO Φ r-VO · QO Φ r-
^009813/1769 cm^ 009813/1769 cm
156880t156880t
Die voretehenden Ergebnieee «eigen deutlieh, daß eelbtt bei geringen molaren Konzentrationen dee Alkoxyborana hohe Hydroperoxydumwandlungen und Auebeuten an Olefinoxyd ersielt werden.The above results are clearly evident that they are part of the equation low molar concentrations of alkoxyborana achieve high hydroperoxide conversions and yields of olefin oxide will.
Die Borverbindungen wurden hierin nach der modernen Nomenklatur bezeichnet. So wurden Ester der Orthoboreäure ale Alkoxyborane (zum Belepiel Trimethoxyboran anstelle Ton Trimethylborat) und Eater der Metaboraäure als Alkoxyboroxine (sum Beiapiel Trimethoxyboroxin anstelle von Methylmetaborat) bezeichnet.The boron compounds were used herein according to modern nomenclature designated. So esters of orthoboreic acid became ale alkoxyboranes (for example trimethoxyborane instead of clay Trimethyl borate) and eater of metaboric acid as alkoxyboroxines (sum Beiapiel trimethoxyboroxine instead of methyl metaborate) designated.
In den angegebenen Gleichungen wurden die Metaboraäure und ihre Bater ά&ν Einfaohheit halber in der monomeren Form dargestellt. Ee ist anzunehmen, daß diese Stoffe in Wirklichkeit al« cyclische Trimere vorliegen.In the equations given, the metaboric acid and its Bater ά & ν have been shown in the monomeric form for the sake of simplicity. It can be assumed that these substances are actually present as cyclic trimers.
009813/1769009813/1769
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0001259A1 (en) * | 1977-09-19 | 1979-04-04 | The Dow Chemical Company | Oxidation of olefins to oxirane compounds with periodate compounds |
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GB1170909A (en) | 1969-11-19 |
BE690359A (en) | 1967-05-29 |
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LU52455A1 (en) | 1968-06-25 |
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