DE1618838B2 - Verfahren zur hydrodimerisation von aethylenischen monomeren - Google Patents
Verfahren zur hydrodimerisation von aethylenischen monomerenInfo
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Description
75 Gewichtsprozent und vorzugsweise zwischen 25 und 50 Gewichtsprozent.
Man stellt so besonders für die Hydrodimerisation von Acrylnitril geeignete Gemische her, die beispielsweise
50 Gewichtsprozent Acrylnitril, 25 Gewichtsprozent Wasser und 25 Gewichtsprozent eines
der vorgenannten Gemische von Tetra-(n-butyl)-ammoniumsalzen
enthalten.
Die Elektrolyse wird in einer Zelle mit einer einzigen
in einem solchen Mengenverhältnis vorliegen, daß der pH-Wert ihrer wäßrigen Lösung zwischen 6 und
10 beträgt.
• Die Anionen der erfindungsgemäßen Puffergemische sind beispielsweise die Anionen einer schwachen
sauerstoffhaltigen, anorganischen Säure, wie die •Borate,"Carbonate oder Bicarbonate, die Phosphate,
die sich an der Anode nicht zersetzen, wie beispielsweise die Paare monobasisches Phosphat-dibasisches
Phosphat, Borat-Borsäure oder auch Carbonat-Bi- io Kammer durchgeführt. Die geringe Elektrolysespancarbonat
vorzugsweise in solchen Mengenanteilen, nung, die bei der Verfahrensweise ohne Trennung erdaß
der pH-Wert ihrer wäßrigen Lösung zwischen 9 forderlich ist, ermöglicht die Erzielung von Ausbeuten
und 10 und der pK-Wert zwischen 7 und 10 beträgt. der elektrischen Energie (kWh je kg erzeugtes Adipin-Die
Pufferwirkung ist maximal, wenn die basische säuredinitril, die viel höher als diejenigen der Arbeits-Form
und die saure-Form in gleichen Konzentrationen 15 weise mit Trennung sind.
vorliegen. Man kann jedoch diese Mengenanteile Die verwendbaren Kathoden sind diejenigen, die
die elektrochemische Reduktion der Verbindungen, die schwierig zu reduzieren sind, ohne durch die
Reduktion von Wasser gestört zu werden, ermögliehen.
Quecksilber, Graphit, Blei, die bereits früher verwendet wurden, eignen sich für die Durchführung
der vorliegenden Erfindung gut. Es wurde außerdem gefunden, daß die Legierungen von Blei mit Quecksein
dieser Salze, die die Acidität der Lösung binden, 35 silber und »Darcet-Legierungen« ebenfalls gute Erermöglicht,
die Bildung von üblichen Nebenprodukten, gebnisse liefern.
wie beispielsweise Propionsäurenitril, /J-Hydroxy-pro- Die für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten
pionsäurenitril oder bis-(/?-Cyanoäthyl)-äther, zu ver- Anoden sind diejenigen, die eine schwache Sauerstoffhindern.
. Überspannung bei der Elektrolyse von Wasser auf-Man hat auch bereits vorgeschlagen, tertiäre Amin- 30 weisen, wie beispielsweise die Anoden aus Blei, das
salze, die eine gewisse Pufferwirkung aufweisen gegebenenfalls mit Oxyd bedeckt sein kann, aus
ändern, wenn man einen änderen pH-Wert als den pK-Wert des Paars haben will, jedoch ohne daß
sich eine der Formen in zu großem Überschuß gegenüber der anderen befindet.
Die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn die saure Form in einer Konzentration von 25 bis 75%
der Konzentration des Salzes vorliegt.
In allen Fällen stellt man fest, daß das Vorhandenkönnen, zu verwenden, doch werden diese bei einem
Potential reduziert, das in der Nähe desjenigen liegt, das zur duplikativen Reduktion erforderlich ist, was
sie in vielen Fällen völlig wertlos macht.
Die für. das Verfahren'erfindungsgemäß geeigneten Kationen sollen dem Elektrolyten ein starkes Benetzungsvermögen
verleihen. Das Tetra-(n-butyl)-ammoniumkation eignet sich besonders gut. Man
Nickel, das gegebenenfalls oberflächlich oxydiert sein kann, aus platziertem Platin, aus Graphit, aus Gold
oder aus vorzugsweise passiviertem rostfreiem Stahl. Vorzugsweise verwendet man unlösliche Anoden
mit einer Sauerstoff-Überspannung, die unterhalb derjenigen von Gold liegt.
Die Spannung, die zwischen Anode und Kathode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann so Lösungen von Acrylnitril in Wasser her- 4° angelegt werden muß, ist im allgemeinen gering. Man
stellen, die 75 Gewichtsprozent Acrylnitril und weniger kann den Ohmschen Spannungsabfall -und entspreals
30% Salze, bezogen auf die Gesamtheit der drei chenden Energieverlust durch den Joule-Effekt in
Bestandteile, enthalten. Bei Gehalten von 10 Ge- dem Elektrolyten durch Geringhalten des Elektrodenwichtsprozent
oder mehr an Tetrabutylammonium- abstands auf ein Minimum herabsetzen. Dieser Absalz
(Carbonaten) sind Wasser und Acrylnitril in 45 stand ist nicht begrenzt. Um jedoch eine gute Zirkuallen
Mengenanteilen mischbar. ■ lation der Flüssigkeit zwischen den Elektroden zu er-
Besonders geeignete Salze oder Gemische von zielen, kann dieser Abstand vorteilhafterweise zwi-
Salzen sind beispielsweise die äquimolaren Gemische sehen 1 und 15 mm und vorzugsweise zwischen 1 und
von einbasischem Teträ-(n-butyl)-ammoniumphosphat 3 mm betragen. Die anzulegenden Spannungen werden
und. zweibasischem Tetra-(n-butyl)-ammoniumphos- 50 so gewählt, daß ein geeignetes Kathodenpotential
phat, deren pH-Wert in wäßriger Lösung 7,4 beträgt; erhalten wird, wobei sich Spannungen von 3 bis 8 V
Durch Erhöhung des Mengenanteils an zweibasischem im allgemeinen gut für eine Zelle mit nur einem Raum
Salz kann man den pH-Wert in Wasser auf einen eignen.
Wert zwischen 7,5 und 8,5 einstellen. Das Elektrolysebad wird in mäßiger Bewegung ge-
Man kann auch Gemische von Borsäure und 55 halten, und die Elektrolyse wird vorzugsweise abge-Tetra-(n-butyl)-ammoniumborat
verwenden, die eine brochen, wenn etwa die Hälfte des Produkts umgewan-Stabilisierung
des pH-Werts in Wasser bei etwa 9 delt ist, wenn es sich um ein kontinuierliches Vererlauben.
· fahren handelt.
Ferner kann man insbesondere Gemische von Wenn man Acrylnitril nach dem.erfindungsgemäßen
Tetra-(n-butyl)-ammonium- oder Tetra-(n-propyl)-am- 60 Verfahren hydrodimerisiert, bilden sich fast keine
moniumearbonat und -bicarbonat in solchen Mengen- Nebenprodukte, wie Propionsäurenitril, /?-Hydroxy-
anteilen verwenden, daß der erzielte pH-Wert in "" =♦»-." ~«^—
Wasser vorzugsweise zwischen 8,5 und 10 beträgt.
Die Gehalte an erforderlichen Salzen können nur 10 Gewichtsprozent betragen. Vorteilhafterweise liegen
sie zwischen 15 und 25 Gewichtsprozent.
Zur Hydrodimerisation von Acrylnitril liegen die Acrylnitrilgehalte normalerweise zwischen 15 und
propionsäurenitril und Bis-(/S-cyanoäthyl)-äther. .
Die Stromausbeute liegt im allgemeinen über 90%.
Man verwendet eine Zelle mit "nur einem Raum, die mit einem Rückflußkühler, einer Quecksilberkathode
mit einer Oberfläche von 80 cm! und einer
5 6
Bleianode in Form einer perforierten Platte mit einer Man bricht die Elektrolyse nach Durchgang von
Oberfläche von 60 cm2 ausgestattet ist, die parallel 2147 C bei 5'V ab.
zu der Quecksilberoberfläche in einem Abstand von Die Analyse zeigt, daß die Lösung dann 1,2 g
10mm von dieser angeordnet ist. Das Quecksilber Adipinsäuredinitril enthält,- das somit mit einer
und die Elektrolytlösung werden in Bewegung ge- 5 Stromausbeute von 99,8% synthetisiert wurde. Bei
halten. " . der Gas-Flüssigkeits-Chromatographie findet man
Man stellt gesondert eine Pufferlösung her, indem .weder Propionsäurenitril noch Bis-(/?-cyanoäthyl)-
man Kohlendioxyd in eine wäßrige 40gewichtspro- äther noch /J-Hydroxypropionsäurenitril.
zentige Tetra-(n-butyl)-ammoniumhydroxydlösung " . *
einleitet, bis der pH-Wert 9 beträgt. Die Lösung io B e ι s ρ ι e 1 4 ·
enthält je Liter etwa 500 g eines Gemischs von Tetra- Man stattet eine geschlossene Zelle mit Kühler '
(n-butyl)-ammoniumcarbonat und -bicarbonat. . mit einer Batterie von 12 vertikal angeordneten iden-
53 g dieser Lösung werden mit 53 g Acrylnitril und tischen Bleiplatten mit einheitlicher Oberfläche von
27 g Wasser vermischt und in die Zelle eingebracht. 13,25 cm2 aus, wobei der Abstand zwischen den
Man stellt die Klemmspannung auf 6 V und die 15 Platten 2 mm beträgt. Man schließt sie an zwei Leiter
Temperatur auf 40°C ein. Man leitet eine Elektrizitäts- so an, daß jede Anode zwischen zwei Kathoden und
menge von 42 500 C unter mäßiger Bewegung durch jede Kathode zwischen zwei Anoden eingeschaltet
die Zelle. ist.
Man entleert dann die Zelle, spült sie mit "Methanol Mit Hilfe einer Pumpe bringt man den Elektrolyten
und erhält so 149 g einer praktisch farblosen Lösung. 20 zur Zirkulation, der zwischen die Platten und dann
Die Analyse zeigt, daß sie 15,2 Gewichtsprozent in eine Kühl- und Entgasungskammer strömt, wobei
Adipinsäuredinitril enthält, das somit mit einer die Temperatur bei 201C gehalten wird. (
Stromausbeute von 95,3 % erhalten wurde. Das eingesetzte Elektrolysebad besitzt die folgende
Man stellt bei der Gas-Flüssigkeits-Chromato- Zusammensetzung:
graphie weder Propionsäurenitril noch ^Hydroxy- *5 Tetra-(n-butyl)-ammoniumcarbonat-
prop.onsaurenitnl noch Bis-(^cyanoathyl)-ather fest bicarbonat-Pufferlösung (mit einer
(d.e Empfindlichkatsgrenze dieser. Methode liegt identischen Zusammensetzung wie
unterO,2%). . . im Beispiel 1) 120g
Beispiel 2 Acrylnitril 120 g
. L . „. ,. 30 Wasser ; 60 g
In eine bei Zimmertemperatur befindliche, geschlossene
Zelle mit Rückfluß mit nur einem Raum, Durch die Zelle wird eine Elektrizitätsmenge von
die mit einer Quecksilberkathode und einer Anode, 100 000 C geleitet. Die zwischen den beiden Elektroden
die aus einer zuvor an der Luft in einer Flamme oxy- angelegte Spannung beträgt im Verlaufe der Elektrodierten
Drahtspirale aus reinem Nickel besteht, aus- 35 tyse zwischen 4 und 6 V. ·
gestattet ist, bringt man einen Elektrolyten ein, der Die Analyse der erhaltenen Lösung zeigt, daß sie
durch Vermischen gleicher Mengen von Acrylnitril 52 g Adipinsäuredinitril enthält, das somit mit einer
und einer wäßrigen Lösung mit einem Gehalt von Stromausbeute von 93 % synthetisiert wurde.
500 g eines Gemischs von Tetra-(n-butyl)-ammonium- . · 1 ^
carbonat und -bicarbonat je Liter erhalten wurde und 4° Beispiels
dessen pH-Wert 9 beträgt (vgl. Beispiel 1). . Man verwendet die gleiche Vorrichtung wie im
Man arbeitet. bei Zimmertemperatur. Man leitet Beispiel 2, jedoch mit einer Platinanode. Das Elektro-2900
C durch die Zelle, wobei man das Quecksilber- lysebad wird durch Mischen von 10 g Acrylnitril und t
potential bei etwa —2 V, bezogen auf die Kalom- 10 g einer Pufferlösung von Tetra-(n-butyl)-ammoelektrode,
hält. . · 45 niumborat und Borsäure mit 50%, bezogen auf das
Man gewinnt 9,5 g einer sehr blaßgelben Lösung Gewicht des Puffers (pH = 9), hergestellt,
mit einem Gehalt von 15,8 % Adipinsäuredinitril und Nach Durchleiten von 2880 C enthält die Lösung
0,1% Propionsäurenitril. Bei der Gas-Flüssigkeits- 1,57 g Adipinsäuredinitril, was eine Stromausbeute
Chromatographie findet man weder Bis-(/3-cyanoäthyl)- von 97,5 % darstellt,
äther noch yS-Hydroxypropionsäurenitril. Die Strom- 5° .
ausbeute beträgt somit 92%. .. Beispiel 6
Man· verwendet die gleiche Vorrichtung wie im
B e i s ρ i e 1 3 · Beispiel 2, wobei man jedoch die Nickelanode durch
eine Bleiplatte ersetzt. Das Elektrolysebad besteht
Man stattet eine geschlossene Elektrolysezelle mit 55 aus einem· Gemisch von 21,8 g Acrylnitril und 10 g
Rückfluß und mit nur einem Raum mit einer Anode einer Lösung, die je Liter 450 g eines Gemischs von
aus, die aus einem Bleidraht mit einem Durchmesser Tetra-(n-propyl)-ammoniumcarbonat und -bicarbonat
von 5 mm und einer Länge von 3 cm besteht. Die enthält. Die Mischung dieser Salze weist ein solches Kathode
besteht aus einem vergleichbaren Draht Mengenverhältnis auf, daß der pH-Wert ihrer wäß-■
von 5 cm Länge. Man amalganiert die Kathode an der 60 rigen Lösung 9 beträgt. Die Klemmspannung der
Oberfläche durch Eintauchen in Quecksilber während Zelle beträgt 5 V. Nach Durchgang von 12 200 C
1 Minute und wischt sie dann sorgfältig ab. Man entleert man die Zelle und spült mit Methanol. Die
arbeitet bei Zimmertemperatur. so erhaltene Lösung macht 40 g aus und enthält
Das Elektrolysebad besteht aus 6 g der wie im 14,1 Gewichtsprozent Adipinsäuredinitril, das somit
Beispiel 1 angegeben hergestellten wäßrigen Tetra- 65 mit einer Stromausbeute von 82,5 % erhalten wurde.
(n-butylammoniumJ-carbonat-bicarbonat-Pufferlösung, Bei der Gas-Flüssigkeits-Chromatographie findet
zu der man 6 g Acrylnitril und 5 g Wasser zugegeben man weder Propionsäurenitril noch /?-Hydroxyprohat.
pionsäurenitril noch Bis-(/3-cyanoäthyl)-äther.
7 8
B e i s ο i e 1 7 Weise erhält man zwischen 92 und 1090C bei einem
Druck von 0,6 mm Hg 2,9 g einer Flüssigkeit und
Man arbeitet wie im Beispiel 6, wobei das Elektro- 112,5 g eines festen Rückstands. Das Destillat und
lysebad aus einem Gemisch von 17,3 g Acrylnitril, der Rückstand werden in Äthanol gelöst und durch
10,5 g Wasser und 11,4 g einer wäßrigen Lösung 5 Gas-Flüssigkeits-Chromatographie auf einer Phase
besteht, die je Liter 589 g eines Gemische von Tetra- von 10% »Carbowax« auf »Embacel« analysiert:
(n-hexyl)-ammoniumcarbonat und -bicarbonat enthält. Das Destillat enthält 65 % Adipinsäuredinitril (1,9 g)
Die Mischung dieser Salze liegt hierbei in einem solchen und ein nicht identifiziertes Produkt und der Rückstand
Mengenverhältnis vor, daß der pH-Wert ihrer wäß- 2 g Adipinsäuredinitril.
rigen Lösung 9,4 beträgt. Die Klemmspannung der io Es ergibt sich folgende Gesamtbilanz der Reaktion:
Zelle beträgt 8 V. Nach Durchleiten von 14 500 C ^7 , , . . , .. ., o. oc
entleert man die Zelle und spült sie mit Methanol. Verbrauchtes Acrylnitril . 34,85 g
Die so erhaltene Lösung besitzt ein Gewicht von 44 g gbiMe es Propionsauremtnl 9,05 g
und enthält 14,5 Gewichtsprozent Adipinsäuredinitril, gebildetes Adipinsäuredinitril 3,8 g
das somit mit einer Stromausbeute von 78,7% er" *5 Stromausbeuten:
Bei der Gas-Flüssigkeits-Chromatographie findet Adipinsäuredinitril 15,7%
man weder Propionsäurenitril noch /J-Hydroxypro- 1^m ' '°'
pionsäurenitril noch Bis-(/S-cyanoäthyl)-äther. Lediglich 11,1% des verbrauchten Acrylnitrils
Vergleichsversuch 1 20 sind in AdiPillsäuredinitril übergeführt worden.
Der vorliegende Versuch wird unter denselben Vergleichsversuch 2 Bedingungen wie im Beispiel 8 der USA.-Patentschrift
3 193 481 in einer der beschriebenen Zelle analogen Die nach Beispiel 1 der vorliegenden Anmeldung
Elektrolysezelle ausgeführt (lediglich wurde das poröse 25 erhaltene Reaktionsmasse wird stark abgekühlt. Die
Porzellangefäß ersetzt durch eine Kationenaustau- dabei gebildete organische Phase wird von der wäß-
schermembran, die unter dem Handelsnamen »AMFC rigen Phase abgetrennt, zur Entfernung von Spuren
100« bekannt ist). Salz mit Wasser gewaschen, über Na2SO4 getrocknet
Der Katholyt wird folgendermaßen erhalten: und dann zur Entfernung leichter Produkte bei 30
1. Man löst 190 g p-Toluolsulfonsäure und an- 3° bis 35°C und einem Druck von 15 Ws 20 mm Hg
schließend 102 g Triäthylamin in 70 g Wasser destilliert. Der erhaltene Rückstand wird einer
und fügt einige Tropfen Triäthylamin hinzu, bis Gas-Flüssigkeits-chromatographischen Analyse über
der pH-Wert 9 2 beträft einer stationären Phase aus 25 bis 30 Gewichtsprozent
2. Man bringt diese Lösung in den Kathodenraum !SifconSE«, beZOgen auf »Embacel« unterworfen.
ein und fügt 238,85 g Acrylnitril hinzu. 35 gie folonne hat/ine g?he ™n 2m un(* emen
Durchmesser von 4 mm. Die Heiztemperatur betragt
Durch Kaltwasserzirkulation in der Doppelwand, 115° C und die Temperatur des Injektors 2500C.
die den Kathodenraum umgibt, wird die Temperatur Bei dieser Temperatur wird der Bis-(jf?-cyanoäthyl)-
auf 20 bis 25° C gehalten. Man läßt zwischen den äther in /J-Hydroxypropionsäurenitril übergeführt. Auf
Elektroden 7 Stunden lang einen Strom von 3 Amp. 40 dem erhaltenen Chromatogramm ist kein Signal er-
(Stromdichte ~ 3,45 A/dm2) fließen. Insgesamt wird kenntlich, das dem des Hydroxypropionsäurenitrils
eine Strommenge von 44 200 Coylombs verbraucht. entspricht. Arbeitet man mit organischen Lösungen
Man entnimmt die Reaktionsmasse dem Kathoden- von /S-Hydroxypropionsäurenitril, so erhält man beraum
und spült letzteren mit 900 cm3 Wasser nach. reits bei einer Konzentration von 0,22% ein Signal.
Der gesamte Katholyt und das Wasser werden 45 Wendet man die gleiche Methode auf die orgaunter
einem Druck von 15 bis 20 mm Hg und einer nische Schicht vor der Destillation an, so ist ebenfalls
Temperatur von 35 bis 400C destilliert. Das Destillat kein Signal für /J-Hydroxypropionsäurenitril zu erwird
in einem Rezipienten aufgefangen, der in Trocken- kennen.
eis getaucht ist, gefolgt von zwei auf gleiche Weise Beispiel 8
gekühlten Fallen. Die Destillation wird abgebrochen, 5°
wenn die Menge des Destillats 700 g beträgt. Nach Man arbeitet wie im Beispiel 6. Das Elektrolysebad
Erwärmen des Destillats stellt man die Bildung von besteht aus einem Gemisch von 7,7 g Acrylnitril,
zwei Schichten fest, die man durch Zugabe von 416 g 2,25 g Wasser und 5 g einer Lösung mit 680 g je Liter
Formamid homogenisiert. an einem Gemisch von Tri-(n-butyl)-n-propylammo-
Die homogene Lösung wird einer chromatogra- 55 niumcarbonat und -bicarbonat, wobei die Mischung
phischen Analyse auf einer Siliconphase unterworfen. dieser Salze in einem solchen Mengenverhältnis vor-
Der Gehalt der Lösung an Propionsäurenitril steigt liegt, daß der pH-Wert ihrer wäßrigen Lösung 9
auf 0,81 % entsprechend 9,05 g, und der Gehalt an beträgt. Die Klemmspannung der Zelle beträgt
Acrylnitril beträgt 18,3 % entsprechend 204 g. 7 V. Nach Durchleiten von 6900 C entleert man die
Der wäßrige Destillationsrückstand wird folgender- 60 Zelle und spült sie mit Methanol.
maßen behandelt: Er wird zweimal mit jeweils 200 cm3 Die Analyse zeigt, daß diese Lösung 3,04 g Adipin-
Äther und anschließend fünfmal mit jeweils 100 cm3 säuredinitril enthält, das somit mit einer Strom-Chloroform
extrahiert. Die beiden organischen Phasen ausbeute von 78,7 % erhalten wurde,
werden 24 Stunden über Na2SO4 getrocknet, ver- Bei der Gas-Flüssigkeits-Chromatographie findet
einigt und die Lösungsmittel abdestilliert. Man erhält 65 man weder Propionsäurenitril noch /S-Hydroxypro-
einen festen Rückstand, den man destilliert. Auf diese pionsäurenitril noch Bis-(/3-cyanoäthyl)-äther.
Claims (1)
1 2
in der Größenordnung von —2 V gegenüber der
Patentanspruch: Kalomelelektrode liegt (W. L. B i r d, Anal. Chem.,
XXIV, S. 586 [1952]) und es zur elektrolytischen
Verfahren zur Hydrodimerisation von äthyle- Reduktion wesentlich ist, daß der Elektrolyt nicht
nischen Monomeren der allgemeinen Formel 5 vor der Verbindung, die man reduzieren will, redu-
„ ziert wird:" " ..
1V Die Verwendung von Elektrolyten auf der Basis
.C = C — Z von quaternären Ammoniumsalzen kann ermög-
■D / I liehen, ausreichend negative Potentiale zu erreichen
^2 -. R ίο (B i r d, Anal. Chem., 24, S. 586 [1952], S t a c k e 1 -
b e r g, Z. für Elektrochem., 53, S. 118 [1949]). So
in der R1, R2 und R3, die gleich oder voneinander hat man beispielsweise die duplikative Reduktion
verschieden sein können, Wasserstoffatome oder von Acrylnitril in Gegenwart von quaternärem
Kohlenwasserstoffreste bedeuten und Z eine Ke- Ammoniumarylsulfonat durchgeführt (französische
ton-, Ester-, Nitril-, Amid- oder Aldehydgruppe 15 Patentschrift 1 328 327).
darstellt, durch kathodische Reduktion einer Trotz ihres Werts weisen die bisher bei der Hydro-Elektrolyse-Lösung,
"die aus einem ternären Ge- dimerisation verwendeten quaternären Ammoniummisch
besteht, das das Monomere und Wasser in salze Nachteile auf, die in der Praxis störend sind,
einem relativen Gewichtsverhältnis zwischen 15: 85 Die quaternären Ammoniumsulfonate oder -halo-
und 75:25 und 10 bis 30 %> bezogen auf das 20 genide zersetzen sich oft an der Anode und können
Gesamtgewicht, an einem quaternären Ammo- gegebenenfalls korrodierende Verbindungen ergeben,
niumsalz enthält, bei einem pH-Wert zwischen Es ist daher häufig unerläßlich, eine Trennung (poröse
6 und 10 in einer elektrolytischen Apparatur ohne Körper oder Ionenaustauschermembran) zwischen
Diaphragma unter Verwendung einer Kathode, dem Anodenraum und dem Kathodenraum anzuan
der Wasser bei einem niedrigeren Potential als 25 wenden (USA.-Patentschrift 3 193 480). Dies führt
demjenigen des Monomeren reduziert wird, und zu technologischen Schwierigkeiten und einem Aufeiner
unlöslichen Anode, dadurch gekenn- wand an zusätzlicher Energie zur Durchführung der
zeichnet, daß das quaternäre Ammoniumsalz Elektrolyse.
in Form eines Puffergemisches vorliegt, das zu- Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues tech-
mindest ein Salz einer sauerstoffhaltigen anor- 30 nisches Verfahren zur Hydrodimerisation von <x,ß-
ganischen Säure mit einem pK-Wert in Wasser äthylenischen Verbindungen und insbesondere von
zwischen 5 und 11 enthält, wobei die Bestandteile Acrylnitril auf elektrolytischem Wege, das insbe-
des Puffergemisches in einem solchen Mengen- sondere die obengenannten Nachteile ausschaltet,
verhältnis vorliegen, daß der pH-Wert ihrer wäß- Dieses Verfahren besitzt außerdem vorteilhafte Merk-
rigen Lösung zwischen 6 und 10 beträgt. 35 male, wie beispielsweise die Möglichkeit, die Elektrolyse
ohne Trennmembran durchzuführen, und für Acrylnitril die Verwendung von konzentrierten wäß-
rigen Lösungen und die Herstellung von Adipinsäuredinitril in erhöhtem Reinheitsgrad.
40 Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur
40 Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur
Es ist seit langem bekannt, die duplikative Re- Hydrodimerisation von äthylenischen Monomeren
duktion oder Hydrodimerisation von Verbindungen, der allgemeinen Formel
die eine Doppelbindung besitzen, auf chemischem „
Wege oder nach einem elektrolytischen Verfahren , ■ . 1X
durchzuführen.' 45 .C = C — Z
So wurden Sorbinsäure und Zimtsäure, α,/5-un- r ' \
gesättigte Ketone oder Verbindungen, wie Cumarin, 2 . R3
Stilben, ,Acrolein u.dgl., durch Elektrolyse ihrer
Stilben, ,Acrolein u.dgl., durch Elektrolyse ihrer
wäßrigen Lösungen, ■ gegebenenfalls in Gegenwart in der R1, R2 und R3, die gleich oder voneinander
von Colösungsmitteln, hydrodimerisiert- (Wilson, 5° verschieden sein können, Wasserstoff atome oder
Trans. Electrochem. Soc, 80, S. 139 [1941] und 84, Kohlenwasserstoffreste bedeuten und Z eine Keton-,
S. 153 [1943]-P as ter ηak, HeIv. Chem. Acta, 31, Ester-, Nitril-, Amid- oder Aldehydgruppe,darstellt,
S. 753 [1953]-Knounjants, Usp. Khin, 23 (7), durch kathodische Reduktion einer Elektrolyse-S.
781 bis 820 [1954] — Tomilov, Russian Chem: Lösung, die- aus einem ternären Gemisch · besteht,
Rev., 32, S. 36 und 37). 55 das das Monomere und Wasser in einem relativen 1946 (USA.-Patentschrift 2 439 308) wurde zum Gewichtsverhältnis zwischen 15: 85 und 75: 25 und
ersten Mal die Herstellung von Adipinsäuredinitril 10 bis 30%, bezogen auf das Gesamtgewicht, an einem
aus Acrylnitril auf chemischem Wege vorgenommen. quaternären Ammoniumsalz enthält, bei einem pH-Einige
Jahre später gelang es Kern, Acrylnitril Wert zwischen 6 und 10 in einer elektrolytischen
durch Elektrolyse in wäßrigem Medium zu poly- 60 Apparatur ohne Diaphragma unter Verwendung
merisieren (Kern, Makromolekulare Chemie, 10, einer Kathode, an der Wasser bei einem niedrigeren
S. 204 [1953]). Potential als demjenigen des Monomeren reduziert 1954 hat Knounjants Acrylnitril durch in- wird, und einer unlöslichen Anode, das dadurch
direkte elektrochemische Reduktion mit einer Queck- gekennzeichnet ist, daß das quaternäre Ammoniumsalz
silberkathode in wäßrigem Medium hydrodimeri- 65 in Form eines Puffergemisches vorliegt, das zumindest
siert (C. A., 51,111 33 [1957]). ein Salz einer sauerstoffhaltigen anorganischen Säure
In technischer Hinsicht ist auch bekannt, daß das mit einem pK-Wert in Wasser zwischen 5 und 11
elektrolytische Reduktionspotential von Acrylnitril enthält, wobei die Bestandteile des Puffereemisches
Applications Claiming Priority (1)
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DE1618838A1 DE1618838A1 (de) | 1972-04-13 |
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