DE1695434C3 - Process for the catalytic production of alpha and gamma Picohn - Google Patents
Process for the catalytic production of alpha and gamma PicohnInfo
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Description
\-\ -
Hie Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalyti sehen Herstellung von \- und y-Picolin aus einem Gemisch aus Dämpfen von Acetaldehyd und/oder Paraldehyd und Ammoniak in einem Molverhältnis von Aldehyd: Ammoniak /wischen 1:0,5 und 1:3 bei Temperaturen zwischen 350 und 500 C, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Katalysator aus einem fluorierten Kieselerde-Tonerdc-Gemisch mit einem TonerfJegeha.lt von 10 bis 15% und einem Fluorgehalt von 2 bis 10% besteht.Hie invention relates to a method for catalytic see Production of γ-picoline and γ-picoline from a mixture from vapors of acetaldehyde and / or paraldehyde and ammonia in a molar ratio of Aldehyde: ammonia / wipe 1: 0.5 and 1: 3 at temperatures between 350 and 500 C, which means is characterized in that the catalyst consists of a fluorinated silica-alumina mixture with a TonerfAt 10 to 15% and a fluorine content from 2 to 10%.
Es wurden bereits Verfahren zur Herstellung von
und y-Picolin in der Gasphase aus Aldehyden und Ammoniak unter Verwendung von Katalysatoren aus
Kieselerde Tonerde mit oder ohne Promotoren, wie z. Ü. Salzen oder Oxiden bestimmter Metalle, wie Th,
Zn, Cd, Sn, Pb, Fe. Ni usw., bekannt.There have already been methods of making
and γ-picoline in the gas phase from aldehydes and ammonia using catalysts made from silica alumina with or without promoters, such as. Ü. Salts or oxides of certain metals such as Th, Zn, Cd, Sn, Pb, Fe. Ni, etc., known.
Arbeitet man allein in Gegenwart von Kieselerde Tonerde, so entsteht das y-Picolin in höherer oder fast gleicher Ausbeute wie das \-Picolin. Durch Zusatz einiger der vorstehend genannten Promotoren zur Kieselerde Tonerde wurde es hingegen möglich, entweder die Gesamtausbeute an Picolinen zu erhöhen oder die Menge an \-Picolin gegenüber der Menge an j'-Picolin etwas heraufzusetzen. Im letztgenannten Falle entsprach die Ausbeute an \-Picolin fast derjenigen an j'-Picolin oder war sogar noch etwas höher als diese.If one works alone in the presence of silica clay, the y-picoline is produced in higher or almost the same yield as the \ -picoline. By adding some of the above-mentioned promoters to the silica clay, however, it became possible either to increase the overall yield of picolines or to slightly increase the amount of α-picoline compared to the amount of γ-picoline. In the latter case, the yield of-picoline almost corresponded to that of-picoline or was even slightly higher than this.
Zu den wirksamsten Promotoren gehören bekannt lich einige Metallhalogenide, z. B. ZnF.,, 7nCl., oder PbF2, die jedoch unter bestimmten Bedingungen einer lcilweiscn Zersetzung unter Bildung von Halogen-Wasserstoffen unterliegen können, die ihrerseits eine Korrosion der Anlage hervorzurufen vermögen. The most effective promoters are known to include some metal halides, e.g. B. ZnF. ,, 7nCl., Or PbF 2 , which, however, under certain conditions can be subject to organic decomposition with the formation of hydrogen halides, which in turn can cause corrosion of the system.
Beim crlindungsgemäßen Verfahren fällt das x-Picolin in höherer Ausbeule an als das y-Picolin. Ein solches Verfahren ist von großem Interesse, da nämlich dem \-Picolin eine größere technische Bedeutung zukommt als dem y-Picolin.In the method according to the invention, the x-picoline falls in a higher bulge than the y-picoline. One such The process is of great interest because the picolin is of greater technical importance than the y-picoline.
Tatsächlich wird das y-Picolin fast ausschließlich zur Herstellung pharmazeutischer Produkte aus Isonicotinsäure
eingesetzt. Hingegen findet das /v-Picolin
ausgedehnte Verwendung als Zwischenprodukt für zahlreiche technische Anwendungen, so z. 13. bei der
Synthese von -»-Vinylpyridin für Kautschuk und synkohl-;-1 :
L mseL.1: ■.
haben, πι
des Kar υ
Die 'ur
ten kies.·
nieiiisame
beidenIn fact, y-picoline is used almost exclusively in the manufacture of pharmaceutical products from isonicotinic acid. On the other hand, the / v-picoline is used extensively as an intermediate product for numerous technical applications, e.g. 13. in the synthesis of - »- vinylpyridine for rubber and synkohl -; - 1:
L mseL. 1 : ■.
have, πι
des Ka r υ
The 'ur
ten gravel.
nieiiisame
both
i-ni. ferner nei der Herstellung voi. Cocei- ;·: '. leri/iJen. L'nkrautvertilgung.-..mittelni-ni. also not in the production of voi. Cocei- ; ·: '. leri / iJen. L'herbicide .- .. average
,'.' , . nol| der Frlindung liegt da.:,, daß ;, ,■; \- und v-Picolin auch h..: ;ieht- -, ... ; . .!-ι; und 2-Methyl-5-äthvl· ridin, '.' ,. n ol | the peace lies there.: ,, that ; ,, ■; \ - and v-picoline also h ..:; ieht- -, ...; . .! - ι; and 2-methyl-5-ether chloride
,r. .,,... ·.irtschaftliche IJedeuf. : ;= be-, r . . ,, ... · .economic Ievery time. :; = loading
... i ., . ·:,'! ,.; anzuführen, dah ί'-.τ er-., . ... : .---.iende Katalysator au· uiem ■„ ;. ,·: ;; ■ '■ , · υ rde -Cl c m ί se Ii a u Ik; .:iner ;.; , \ . ■·,.·■ ksamkeit auch eine · roße / ,, . ; c;/i und sich leicht ;..:ene-... i.,. · :, ' ! ,.; to cite, dah ί '-. τ er.,. ...: .---. final catalytic converter without ■ ";. , ·: ;; ■ '■, · υ rde -Cl cm se Ii au Ik; .: iner;. ; , \. ■ ·,. · ■ ksamkeit also a · large / ,,. ; c; / i and easy; ..: ene-
:.;, .; .:- gefunden wurde, la'·:· sich:.;,.; .: - was found, la '·: · itself
.-,:,..·. ,liehen Katalysators e: fach.-,:, .. ·. , borrowed catalyst e: fold
. ;;.:;·.: :\;ii herstellen, daß 111,.:■ die. ;;.:; · .:: \; ii establish that 111,.: ■ die
uiiikie. die sich w/hreti.i deruiiikie. who are w / hreti.i the
ι. . ivsatoroberllächc abg.:T.igertι. . ivsatoroberllächc ab .: T .igert
; ■·■■; .e·; ί, -.:Tt. ohne daß der Fluorjehalt; ■ · ■■; .e ·; ί, -.:Tt. without the fluorine content
■ ,)■■ v.: nr.iii.Tt wird.■,) ■■ v .: nr.iii.Tt becomes.
;ii'ist-:lling des Katalysators verv.ende- :.:,■-! on.'de-Gemische können durch ge-.- > j,f..ii.üiL' sowie durch Vermischen der jriiestellt werden. Ihr Tonerde-; ii'ist- : ll ing the catalyst verv.ende-:.:, ■ -! on.'de mixtures can be created by ge -.-> j, f..ii.üiL 'and by mixing the jriiestellt. Your clay
cehali btträsü ■ i'ii;!..:igsgemäß 10 bis 15 Gewiclitspro/em. cehali btträsü ■ i'ii;! ..: according to 10 to 15 weight pro / em.
Zur Fluoriiruii» des Kieselerde-Tonerde-Cjemisches können wäßrige l.ösiingen von Fluorwasserstoffsäure. Ammoniumiluond oder -bitluorid oder auch Fluorwasserstoff oder andere Verbindungen, die unter geeigneten Arbeitsbedingungen Fluorwasserstoff zu entwickeln vermögen, verwendet werden.To the fluoriiruii »of the silica-alumina-chemical aqueous solutions of hydrofluoric acid can be used. Ammoniumiluond or -bitluorid or also Hydrogen fluoride or other compounds which, under suitable working conditions, give rise to hydrogen fluoride develop ability to be used.
Der Fluorgehal! de- fertigen Katalysators liegt vorzugsweise /wischen I und 10 Gewichtsprozent, da in diesem Bereich die besten Ausbeuten mit einem höheren Wert des Verhältnisses von Λ-Picolin zu y-Picolin erzielt werden.The fluorine neck! Finished catalyst is preferably located / between 1 and 10 percent by weight, since the best yields with a higher one in this area Value of the ratio of Λ-picoline to γ-picoline be achieved.
Um die Aktivität des Katalysators zu steigern und dadurch die Ausheulen an \- und y-Picolin weiter zu erhöhen, können dem fluorierten Kicselerde-Tonerde-Gemisch Promotoren, z. B. Cadmiumoxid, in technisch üblicher Weise zugesetzt werden.In order to increase the activity of the catalyst and thereby the howling at \ - and y-picoline further can increase the fluorinated silica-alumina mixture promoters, e.g. B. cadmium oxide, in technical can be added in the usual way.
Eine bevorzugte Katalysatorherstellung erfolgt z. B. unter Verwendung von handelsüblicher Kieselerde— Tonerde mit einem Tonerdegchalt von 13 Gewichtsprozent und von wäßrigen Lösungen der Fluorwasserstoffsäure, deren Konzentration den gewünschten Fluorgehalt im Katalysator ergibt.A preferred catalyst preparation takes place, for. B. using commercially available silica Alumina with an alumina content of 13 percent by weight and aqueous solutions of hydrofluoric acid, the concentration of which gives the desired fluorine content in the catalyst.
Nachstehende Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. Hierbei gibt Beispiel 7, das ohne Verwendung von fluorierter Kieselerde—Toneide durchgeführt wurde, einen Vergleichsversuch wieder.The following examples are intended to explain the invention in more detail. Here example 7 gives that without any use performed by fluorinated silica clays was to do a comparative test again.
50 ecm einer wäßrigen, 50%igen Fluorwasserstoffsäurelösung wurden mit destilliertem Wasser verdünnt, bis das erhaltene Volumen dem Gesamtvolumen der Poren von 300 g handelsüblicher Kieselerde—Tonerde mit einem Tonerdegehalt von 13% in kleinen Zylindern mit den Abmessungen 1,587 · 1,587 mm entsprach. 50 ecm of an aqueous 50% hydrofluoric acid solution were diluted with distilled water until the volume obtained equals the total volume of the Pores of 300 g of commercially available silica-alumina with an alumina content of 13% in small cylinders with the dimensions 1.587 x 1.587 mm.
Die Kieselerde—Tonerde wurde mit der Fluorwasserstoffsäurelösung imprägniert und 8 Stunden bei Raumiemperatur belassen. Die imprägnierte Kieselerde— Tonerde wurde dann auf dem Wasserbad unter dem Abzug zur Trockne eingedampft. Anschließend wurdeThe silica-alumina was mixed with the hydrofluoric acid solution impregnated and left at room temperature for 8 hours. The impregnated silica- Alumina was then evaporated to dryness on the water bath under the hood. Subsequently was
mc 3 Stunden in einem Muffelofen hei 500 (" aktiviert. Der so hergestellte Katalysator hatte einen lluorgeliali ■■on 4,7 Gewichtsprozent.mc 3 hours in a muffle furnace at 500 ("activated. The catalyst prepared in this way had an fluorgelial ■■ on 4.7 percent by weight.
Man brachte 300 ecm dieses Katalysators in einen Stahlreaktor mit einem Innendutchmesser von 30 mm und leitete 6 Stunden lang bei einer Temperatur von 400 C pro Stunde 1.25 Mol Acetaldehyd und 2.94 Mol Ammoniak über den Katalysator.This catalyst was brought into a 300 ecm Steel reactor with an inner diameter of 30 mm and conducted for 6 hours at a temperature of 400 C per hour 1.25 mol of acetaldehyde and 2.94 mol of ammonia over the catalyst.
Das angesammelte Kondensat wurde mn 50",„itier Natronlauge behandelt und mit Wasserdampf destilliert. Nach weiteier Behandlung mit 5U°/„iger Natronlauge trennte man das Destillat in eine wäßrige und eine ölige Phase.The accumulated condensate was mn 50 "," itier Treated sodium hydroxide solution and distilled with steam. After further treatment with 5% sodium hydroxide solution the distillate was separated into an aqueous and an oily phase.
Man extrahierte die wäßrige Phase wiederholt mil Methylenchlorid, vereinigte die Extrakte mit der öligen Phase, dampfte daraus das Lösungsmittel ab und analysierte den Rückstand gaschromalographisch.The aqueous phase was extracted repeatedly with mil Methylene chloride, combined the extracts with the oily phase, and the solvent was evaporated therefrom analyzed the residue by gas chromatography.
Hs wurden dabei, bezogen auf den eingeführten Acetaldehyd, folgende Ausbeuten ermittelt:The following yields were determined based on the acetaldehyde introduced:
\-Picolin31 Molprozent, y-Picolin 22,6 Molprozent, Pyridin 4 Molprozent, 2 - Methyl - 5 - äthylpyridin 2,3 Molprozetil.\ -Picoline 31 mole percent, y-picoline 22.6 mole percent, Pyridine 4 mole percent, 2 - methyl - 5 - ethylpyridine 2.3 mole percent.
Die Gesamtumwandlung des Aeelaldehyds betrug 98.6 "/„.The total conversion of aldehyde was 98.6 "/".
25 Beispiele 2 und 325 Examples 2 and 3
Jinsci/Lingsbcdiniiungen Beispiel 4Jinsci / lingings example 4
1 luorgehalt des Katalysators in Gewichtsprozent 1 luorine content of the catalyst in percent by weight
Temperatur in C Temperature in C
1: rf order liehe Ycrsuchs/eit
in Stunden 1: Request for loan
in hours
Eingeführter Acetaldehyd
in Mol/Stunden Introduced acetaldehyde
in moles / hour
Eingeführtes Ammoniak
in Mol/Stunden Introduced ammonia
in moles / hour
Acetaldehyd- UmwandIuimAcetaldehyde conversion
in 0A, 'in 0 A, '
Ausbeulen in Molprozeni,
bezogen auf den eingeführten Acetaldehyd:Bulging in molprozeni,
based on the imported acetaldehyde:
•\-Picolin • \ -Picoline
y-Picolin y-picoline
Pyridin Pyridine
2-Methyl-5-äthylpyridin 2-methyl-5-ethylpyridine
2.6 3902.6 390
2,27 1,('7 99,72.27 1, ('7 99.7
27,427.4
23,823.8
2,52.5
3 23 2
1.25 3.5S 9«. 91.25 3.5S 9 «. 9
27,427.4
23.723.7
3,13.1
2.52.5
In zwei getrennten Versuchen wurden pro Stunde 2,27 Mol Acetale1.~l<yd und 1,96 Mol Ammoniak 6Stunden lang jeweils über einen nach Beispiel 1 hergestellten Katalysator mit einem Fluorgehalt von 4.7 Gewichtsprozent geleitet.In two separate experiments, 2.27 mol of acetals 1. ~ 1 yd and 1.96 mol of ammonia per hour were passed over a catalyst prepared according to Example 1 with a fluorine content of 4.7 percent by weight for 6 hours.
In der nachstehenden Tabelle I sind die Umsetzungsbedingungen sowie die Ergebnisse der beiden Beispiele zusammengestellt.Table I below shows the reaction conditions and the results of the two examples compiled.
U nisetzungs bedingungenImplementation conditions
des Kataly-Gewichtspro- of the catalyst weight pro
FluorgehaltFluorine content
sators insators in
zent cent
Temperatur in UC Temperature in U C
Acetaldehyd- UmwandlungAcetaldehyde conversion
in 7o in 7o
Ausbeuten in Molprozent,
bezogen auf den eingeführten AcetaldehydYields in mole percent,
based on the imported acetaldehyde
Λ-Picolin Λ-picoline
y-Picolin y-picoline
Pyridin Pyridine
2-Methyl-5-äthylpyridin 2-methyl-5-ethylpyridine
4,7
4184.7
418
97,597.5
28,828.8
20,120.1
4,14.1
2,52.5
Beispiele 4 und 5Examples 4 and 5
Kieselerde- Tonerde mit einem Tonerdegehalt von 13 Gewichtsprozent wurde nach dem Verfahren des Beispiels 1 mit wäßriger Fluorwasserstoffsäurelösung behandelt. Man stellte daraus zwei verschiedene Katalysatoren her, die nach dreistündiger Aktivierung an der Luft hei einer Temperatur von 500°C einen analytisch ermittelten Fluorgehalt von 2,6 bzw. von 7,6 Gewich tsprazent aufwiesen.Silica-alumina with an alumina content of 13 weight percent was following the procedure of Example 1 with aqueous hydrofluoric acid solution treated. Two different catalysts were produced from it, which were activated after three hours the air at a temperature of 500 ° C an analytical one determined fluorine content of 2.6 or 7.6 percent by weight.
Die mit diesen beiden Katalysatoren erzielten Ergebnisse sowie die jeweiligen Umsetziingsbedingungen sind aus der nachstehenden Tabelle II ersichtlich.The results obtained with these two catalysts and the respective conversion conditions are shown in Table II below.
Aus einer H.oGewichtsprozentCadmiumnitrattelrahydrat enthaltenden wäßrigen Löst, ig wurde mit konzentrierter Natronlauge Cadmiumhydroxid ausgefällt. Das Cadmiumhydroxid wurde so lange gewaschen, bis keine Nitralionen mehr im Waschwasser waren, und dann in Ammoniak gelöst.From a weight percent cadmium nitrate hydrate containing aqueous solution, ig was concentrated with Caustic soda cadmium hydroxide precipitated. The cadmium hydroxide has been washed for so long until there were no more nitral ions in the wash water, and then dissolved in ammonia.
Kieselerde -Tonerde mit einem Tonerdegehalt von 13 Gewichtsprozent und einem Fluorgehalt von 7,6 Gewichtsprozent wurde mit dieser ammoniakalisehen Cadmiumhydroxidlösung wiederholt imprägniert, wobei nach jedem Imprägnieren eineTrocknung bei 110 CSilica - alumina with an alumina content of 13 percent by weight and a fluorine content of 7.6 percent by weight was repeatedly impregnated with this ammoniacal cadmium hydroxide solution, whereby after each impregnation drying at 110 ° C
Beispiel 3 erfolgte.Example 3 was done.
Nach dreistündiger Aktivierung in einem Muffelofen bei 400" C enthielt der fertige Katalysator 5 Gewichtsprozent Cadmiumoxid. Über 268 g dieses Katalysators leitete man 6 Stunden lang pro Stunde 1,25 Mol Acetaldehyd und 3,53 Mol Ammoniak bei einer Temperatur von 400° C.After three hours of activation in a muffle furnace at 400 ° C., the finished catalyst contained 5 percent by weight Cadmium oxide. 1.25 moles of acetaldehyde per hour were passed over 268 g of this catalyst for 6 hours and 3.53 moles of ammonia at a temperature of 400 ° C.
Bezogen auf den eingeführten Acetaldehyd erhielt man folgende Ausbeuten:Based on the acetaldehyde introduced, the following yields were obtained:
\-Picoiin 31,4 Molproz^nt, y-Picolin 27,8 Molprozent, 2-Methyl-5-äthylpyridin 2,6 Molprozent. Die Acetaldehyd-Uniwandlung betrug insgesamt 93,5%.\ -Picoiin 31.4 mole percent, y-picoline 27.8 mole percent, 2-methyl-5-ethylpyridine 2.6 mole percent. The total acetaldehyde conversion was 93.5%.
Man beschickte einen Reaktor mit 300 ecm Kicselerde Tonerde mit einem Toncrdegehalt von 13 Gewichtsprozent und leitete dann pro Stunde 2,27 Mol Acetaldehyd und 1,76 Mol Ammoniak ein. Die Umsetzung erfolgte 6 Stunden bei <i30nC.A reactor was charged with 300 ecm of silica clay with a clay content of 13 percent by weight, and 2.27 mol of acetaldehyde and 1.76 mol of ammonia were then passed in per hour. The implementation was carried out for 6 hours at <i30 n C.
Das angesammelte Kondensat wurde nach dem. Verfahren des Beispiels 1 behandelt und dann gaschromatographisch analysiert, wobei man, bezogen auf den eingeführten Acetaldehyd, folgende Ausbeulewerte erhielt:The accumulated condensate was after. Treated method of Example 1 and then analyzed by gas chromatography, based on on the imported acetaldehyde, received the following buckling values:
Λ-Picolin 22,8 Molprozen!, }--Picolin 24,2 Molprozent, Pyridin 3,9 Molpro/.eu. 2-Mclhyl-5-älhylpyridin 2,6 Molprozent.Λ-picoline 22.8 mole percent !,} - picoline 24.2 mole percent, Pyridine 3.9 molpro / .eu. 2-methyl-5-ethylpyridine 2.6 mole percent.
Die Acelaldehyd-Umvvandlung hetrun insgesamt 97,5%.The acelaldehyde conversion hetrun as a whole 97.5%.
4,7
4504.7
450
98,798.7
29,2
20,329.2
20.3
5,75.7
2,32.3
Claims (2)
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- 1967-06-27 SE SE927067A patent/SE341851B/xx unknown
- 1967-06-28 DE DE19671695434 patent/DE1695434C3/en not_active Expired
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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