DE19541262A1 - Production of 1,4-cyclohexane:di:one compounds - Google Patents

Production of 1,4-cyclohexane:di:one compounds

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DE19541262A1
DE19541262A1 DE1995141262 DE19541262A DE19541262A1 DE 19541262 A1 DE19541262 A1 DE 19541262A1 DE 1995141262 DE1995141262 DE 1995141262 DE 19541262 A DE19541262 A DE 19541262A DE 19541262 A1 DE19541262 A1 DE 19541262A1
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C46/00Preparation of quinones

Abstract

Production of a 1,4-cyclohexanedione of formula (I) comprises hydrogenation of a hydroquinone of formula (II) in the presence of a Group VIIIB metal catalyst (optionally supported) and an ether solvent, optionally in the presence of one or more additives selected from alkaline alkali or alkaline earth metal or ammonium compounds. R1-R4 = H, 1-4C alkyl, 1-4C alkoxy, 3-8C cycloalkyl, 3-8C cycloalkoxy (both optionally substituted by 1-4C alkyl), halo, COOR5 or CH2OR5; and R5 = H or 1-4C alkyl.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls substituierten 1,4-Cyclohexandionen durch heterogen katalysierte Hydrierung der zugrundeliegenden Hydrochinone.The present invention relates to an improved method for producing optionally substituted 1,4-cyclohexanediones by heterogeneously catalyzed Hydrogenation of the underlying hydroquinones.

Gegebenenfalls substituierte 1,4-Cyclohexandione sind als Zwischenprodukte für die Herstellung von Farbstoffen, pharmazeutischen Wirkstoffen und Pflanzen­ schutzmitteln, für eine Reihe von Anwendungen in der Polymerchemie und als Stärkemittel für Gewebe von Bedeutung. So lassen sich beispielsweise bestimmte Epoxyharze aus 1,4-Cyclohexandion herstellen (siehe JP-OS 60-158 216 und C.A. 104, 69702 p). Gewebe lassen sich durch eine Behandlung mit 1,4-Cyclo­ hexandion stärken (siehe JP-OS 60-224 866 und C.A. 104, 170083 n). Als Aus­ gangsmaterial zur Herstellung von Vorprodukten für die Synthese von Pflanzen­ schutzmitteln wird 1,4-Cyclohexandion in der EP-OS 122 202 beschrieben. Das aus 1,4-Cyclohexandion und Ethylenglykol erhältliche 4,4-Ethylendioxy-cyclo­ hexanon (= Monoacetal des 1,4-Cyclohexandions) kann gemäß der WO 92/21647 als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Protease-Inhibitoren, die zur Behandlung der Immunschwächekrankheit AIDS verwendet werden können, dienen. In der US- PS 4 294 761 wird die Herstellung des aus 1,4-Cyclohexandion und 1,4-Butandiol zugänglichen Monoacetals beschrieben. Derartige Monoacetale stellen wertvolle Vorprodukte für die Synthese pharmazeutischer Wirkstoffe dar.Optionally substituted 1,4-cyclohexanediones are as intermediates for the production of dyes, active pharmaceutical ingredients and plants protective agents, for a number of applications in polymer chemistry and as Tissue starch important. For example, certain Prepare epoxy resins from 1,4-cyclohexanedione (see JP-OS 60-158 216 and C.A. 104, 69702 p). Tissues can be treated with 1,4-cyclo Strengthen hexanedione (see JP-OS 60-224 866 and C.A. 104, 170083 n). As out raw material for the production of precursors for the synthesis of plants Protective agents are described in EP-OS 122 202 1,4-cyclohexanedione. The 4,4-ethylenedioxy-cyclo obtainable from 1,4-cyclohexanedione and ethylene glycol hexanone (= monoacetal of 1,4-cyclohexanedione) can according to WO 92/21647 as a starting material for the production of protease inhibitors used for treatment the immune deficiency disease AIDS can be used. In the US PS 4,294,761 is the preparation of 1,4-cyclohexanedione and 1,4-butanediol accessible monoacetals. Such monoacetals are valuable Precursors for the synthesis of active pharmaceutical ingredients.

1,4-Cyclohexandion wird bislang durch Kondensation von Bernsteinsäure-diethyl­ ester zu 1,4-Cyclohexandion-2,5-dicarbonsäurediethylester gefolgt von einer Ver­ seifung und Decarboxylierung hergestellt. Dieses Verfahren ist vielstufig, deshalb besonders aufwendig und mit einem hohen Materialeinsatz verbunden.1,4-Cyclohexanedione has so far been obtained by condensation of succinic acid diethyl ester to 1,4-cyclohexanedione-2,5-dicarboxylic acid diethyl ester followed by a ver soaping and decarboxylation. This process is multi-stage, therefore particularly complex and associated with a high use of materials.

In der JP-OS 03-109 346 und C.A. 115, 207572b wird die Herstellung von 1,4- Cyclohexandion durch Hydrierung von Hydrochinon in einem hochsiedenden Kohlenwasserstoff beschrieben. Dabei muß in einer sehr hohen Verdünnung ge­ arbeitet werden (0,05 bis 1 g Hydrochinon pro ml Lösungsmittel), was mit einem großen Aufwand zur Abtrennung des Lösungsmittels verbunden ist. Ferner ist für die Durchführung dieses Verfahrens in technischem Maßstab die erforderliche lange Reaktionszeit sehr nachteilig, denn für die 50%ige Umsetzung von 4 g Hydrochinon werden 3 Stunden gebraucht, was im günstigsten Fall einer Raum- Zeit-Ausbeute von 20 g/l·h entspricht.In JP-OS 03-109 346 and C.A. 115, 207572b the production of 1,4- Cyclohexanedione by hydrogenation of hydroquinone in a high-boiling Hydrocarbon described. It must be in a very high dilution works (0.05 to 1 g hydroquinone per ml solvent), what with a great effort to separate the solvent is connected. Furthermore, for the implementation of this process on an industrial scale is the required long reaction time very disadvantageous, because for the 50% conversion of 4 g  Hydroquinone are used for 3 hours, which in the best case of a room Time yield of 20 g / l · h corresponds.

Es besteht daher noch das Bedürfnis, nach einem Verfahren, mit dem man gegebe­ nenfalls substituierte 1,4-Cyclohexandione in guten Ausbeuten und guten Selektivi­ täten bei gleichzeitig günstigen Raum-Zeit-Ausbeuten herstellen kann.There is therefore still a need for a method with which to give optionally substituted 1,4-cyclohexanediones in good yields and good selectivities can produce at the same time favorable space-time yields.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls substituierten 1,4- Cyclohexandionen der Formel (I) gefundenA process for the preparation of optionally substituted 1,4- Cyclohexanediones of the formula (I) found

in der
R¹, R², R³ und R⁴ unabhängig voneinander für Wasserstoff, gegebenenfalls über Sauerstoff verknüpftes C₁-C₄-Alkyl, für gegebenenfalls über Sauerstoff ver­ knüpftes, gegebenenfalls mit C₁-C₄-Alkyl substituiertes C₃-C₈-Cycloalkyl, für Halogen, für die Gruppe COOR⁵ (mit R⁵ = Wasserstoff oder C₁-C₄- Alkyl) oder für die Gruppe CH₂-Q (mit Q = Hydroxy oder über Sauerstoff verknüpftes C₁-C₄-Alkyl) stehen, durch heterogen katalysierte Hydrierung von substituierten Hydrochinonen der Formel (II)
in the
R¹, R², R³ and R⁴ independently of one another for hydrogen, optionally C₁-C₄-alkyl linked via oxygen, for optionally linked via oxygen, optionally substituted with C₁-C₄-alkyl substituted C₃-C₈-cycloalkyl, for halogen, for the group COOR⁵ (with R⁵ = hydrogen or C₁-C₄-alkyl) or for the group CH₂-Q (with Q = hydroxy or C₁-C₄-alkyl linked via oxygen), by heterogeneously catalyzed hydrogenation of substituted hydroquinones of the formula (II)

in der
R¹, R², R³ und R⁴ die bei Formel (I) angegebene Bedeutung haben,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Hydrierung in Gegenwart eines gegebe­ nenfalls auf einem Träger aufgebrachten Katalysators aus der Reihe der Metalle der Gruppe VIII B des Periodensystems der Elemente (Mendelejew) sowie gegebe­ nenfalls in Gegenwart eines oder mehrerer Zusatzstoffe aus der Reihe der alkalisch reagierenden Alkali-, Erdkali- oder Ammoniumverbindungen in einem Ether als Lösungsmittel durchgeführt wird.
in the
R¹, R², R³ and R⁴ have the meaning given for formula (I),
which is characterized in that the hydrogenation in the presence of an optionally supported catalyst from the group of metals from Group VIII B of the Periodic Table of the Elements (Mendeleev) and optionally in the presence of one or more additives from the series of alkali-reacting alkali -, Erdkali- or ammonium compounds is carried out in an ether as a solvent.

Der Befund, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens die genannten gegebenenfalls substituierten 1,4-Cyclohexandione auf unkomplizierte Weise und in guten Ausbeuten und Selektivitäten bei gleichzeitig günstigen Raum-Zeit-Aus­ beuten gebildet werden können, war außerordentlich überraschend und konnte aus dem Stand der Technik nicht abgeleitet werden.The finding that, with the aid of the method according to the invention, the aforementioned optionally substituted 1,4-cyclohexanediones in an uncomplicated manner and in good yields and selectivities with a favorable space-time-out booty was extremely surprising and could not be derived from the state of the art.

In den Formeln (I) und (II) kann Halogen beispielsweise für Fluor, Chlor oder Brom stehen. Bevorzugt sind Fluor und Chlor, besonders bevorzugt ist Chlor.In formulas (I) and (II), halogen can be, for example, fluorine, chlorine or Bromine stand. Fluorine and chlorine are preferred, and chlorine is particularly preferred.

C₁-C₄-Alkyl steht beispielsweise für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen wie Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, s- Butyl oder t-Butyl, bevorzugt für Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt für Methyl.C₁-C₄-alkyl is, for example, straight-chain or branched alkyl having up to to 4 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s- Butyl or t-butyl, preferably for methyl or ethyl, particularly preferably for Methyl.

C₃-C₈-Cycloalkyl steht beispielsweise für gegebenenfalls C₁-C₄-alkylsubstituiertes Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl oder Cyclooctyl, vorzugsweise für unsubstituiertes, mono-, di-, tri- oder tetramethylsubstituiertes Cycloalkyl der genannten Art oder für entsprechend ethylsubstituiertes Cycloalkyl. Besonders bevorzugt sind Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl und methyl- und ethylsubstituierte Derivate davon und besonders bevorzugt sind Cyclobutyl, Cyclopentyl und Cyclohexyl.C₃-C₈-cycloalkyl is, for example, optionally C₁-C₄-alkyl-substituted Cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl or cyclooctyl, preferably for unsubstituted, mono-, di-, tri- or tetramethyl-substituted Cycloalkyl of the type mentioned or for appropriately ethyl-substituted cycloalkyl. Cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl and methyl and ethyl-substituted derivatives thereof and particularly preferred are cyclobutyl, Cyclopentyl and cyclohexyl.

Besonders bevorzugt werden in das erfindungsgemäße Verfahren Hydrochinon, Monomethylhydrochinon, Dimethylhydrochinon, Tetramethylhydrochinon, Ethyl­ hydrochinon, Diethylhydrochinon und Tetraethylhydrochinon eingesetzt.Hydroquinone are particularly preferred in the process according to the invention, Monomethyl hydroquinone, dimethyl hydroquinone, tetramethyl hydroquinone, ethyl hydroquinone, diethyl hydroquinone and tetraethyl hydroquinone used.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man das als Ausgangs­ material verwendete, gegebenenfalls substituierte Hydrochinon der Formel (II) in einem Ether, z. B. in einem Gewichtsverhältnis 2 : 1 bis 1 : 10, gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur, lösen, mit einem gegebenenfalls auf einem festen Träger­ material aufgebrachten Katalysator aus der Gruppe der Metalle der Gruppe VIII B des Periodensystems der Elemente (Mendelejew) in einem Gewichtsverhältnis von z. B. 10 000 : 1 bis 10 : 1 (gegebenenfalls substituiertes Hydrochinon : Träger­ katalysator) sowie gegebenenfalls mit einem oder mehreren Zusatzstoffen, z. B. in einem Gewichtsverhältnis von 20 000 : 1 bis 20 : 1 (gegebenenfalls substituiertes Hydrochinon : Gesamtmenge der Zusatzstoffe) versetzen und dann hydrieren.To carry out the process according to the invention, this can be used as the starting point material used, optionally substituted hydroquinone of formula (II) in an ether, e.g. B. in a weight ratio of 2: 1 to 1:10, optionally at elevated temperature, dissolve with an optionally on a solid support  applied catalyst from the group of metals of group VIII B of the Periodic Table of the Elements (Mendeleev) in a weight ratio of e.g. B. 10,000: 1 to 10: 1 (optionally substituted hydroquinone: carrier catalyst) and optionally with one or more additives, for. B. in a weight ratio of 20,000: 1 to 20: 1 (optionally substituted Hydroquinone: total amount of additives) and then hydrogenate.

Als Metalle der Gruppe VIII B des Periodensystems der Elemente (Mendelejew) kommen beispielsweise Palladium, Ruthenium, Rhodium, Platin und Nickel in Frage. Bevorzugt ist Palladium.As Group VIII B metals of the Periodic Table of the Elements (Mendeleev) Palladium, ruthenium, rhodium, platinum and nickel come in Question. Palladium is preferred.

Als Trägermaterial kommen beispielsweise Aktivkohle, Kieselgel, Siliciumdioxid, Kieselsäuren, Aluminiumoxid, Oxide und Phosphate der Seltenerdmetalle, Zeo­ lithe, Aluminosilikate, feste Heteropolysäuren, z. B. des Niobs, und keramische Körper in Frage. Auf das Trägermaterial können z. B. 0,1 bis 10 Gew.-% des jeweiligen Metalls aufgebracht worden sein.For example, activated carbon, silica gel, silicon dioxide, Silicas, aluminum oxide, oxides and phosphates of rare earth metals, Zeo lithe, aluminosilicates, solid heteropolyacids, e.g. B. niobium, and ceramic Body in question. On the substrate z. B. 0.1 to 10 wt .-% of respective metal have been applied.

Setzt man Metallkatalysatoren ohne Trägermaterial ein, so kann man, bezogen auf gegebenenfalls substituiertes Hydrochinon, die gleiche Metallmenge oder bis zu 5mal mehr einsetzen, als zuvor für den Einsatz von Trägerkatalysatoren beschrieben ist.If one uses metal catalysts without support material, one can, based on optionally substituted hydroquinone, the same amount of metal or up to Use 5 times more than before for the use of supported catalysts is described.

Die Katalysatorherstellung kann unter Anwendung von dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen.The catalyst preparation can be carried out using those known to those skilled in the art Procedure.

Vorzugsweise wird als Katalysator Palladium auf einem Träger, besonders bevor­ zugt auf Aktivkohle, eingesetzt.Palladium is preferably supported as a catalyst, especially before moves on activated carbon, used.

Als Ether kommen z. B. Dialkylenglykoldialkylether, Alkylenglykoldialkylether, Dioxane und Tetrahydrofuran in Frage. Bevorzugt ist Diethylenglykoldimethyl­ ether, Ethylenglykoldimethylether und 1,4-Dioxan.As ether come e.g. B. dialkylene glycol dialkyl ether, alkylene glycol dialkyl ether, Dioxanes and tetrahydrofuran in question. Diethylene glycol dimethyl is preferred ether, ethylene glycol dimethyl ether and 1,4-dioxane.

Vorzugsweise wird in Gegenwart von Zusatzstoffen aus der Reihe der alkalisch reagierenden Alkalimetall-, Erdalkalimetall- und Ammoniumverbindungen gear­ beitet. Beispielsweise kommen infrage: Carbonate, Hydrogencarbonate, Sulfite, Sulfide, Phosphate, Hydrogenphosphate und Borate von Alkalimetallen, Erdalkali­ metallen und Ammonium sowie Hydroxide, Hydride und Boranate von Alkali- und Erdalkalimetallen. Auch die Alkalimetall-, Erdalkalimetall-, Ammonium-, Mono­ alkyl-, Dialkyl-, Trialkyl- und Tetraalkylammoniumsalze aliphatischer C₁-C₆- Carbonsäuren sind geeignet. Bevorzugt sind die Carbonate, Hydrogencarbonate, Borate, Formiate und Acetate von Natrium, Kalium, Magnesium und Calcium.It is preferably alkaline in the presence of additives from the series reacting alkali metal, alkaline earth metal and ammonium compounds works. Examples include: carbonates, hydrogen carbonates, sulfites, Sulphides, phosphates, hydrogen phosphates and borates of alkali metals, alkaline earths metals and ammonium as well as hydroxides, hydrides and boranates of alkali and  Alkaline earth metals. Also the alkali metal, alkaline earth metal, ammonium, mono alkyl, dialkyl, trialkyl and tetraalkylammonium salts of aliphatic C₁-C₆- Carboxylic acids are suitable. The carbonates, bicarbonates, Borates, formates and acetates of sodium, potassium, magnesium and calcium.

Besonders bevorzugt sind Natriumcarbonat und Borax.Sodium carbonate and borax are particularly preferred.

Die erfindungsgemäße heterogen katalysierte Hydrierung kann unter Rühren und bei Temperaturen beispielsweise 30 bis 250°C, bevorzugt 40 bis 240°C, besonders bevorzugt von 69 bis 230°C und bei einem Wasserstoffdruck von 1 bis 200 bar, bevorzugt 2 bis 150 bar, besonders bevorzugt 3 bis 100 bar, durchgeführt werden. Zur Erzielung einer optimalen Selektivität ist es vorteilhaft, die aufgenommene Wasserstoffmenge zu messen, und beim Erreichen der vorberechneten Wasserstoff­ menge die Hydrierung abzubrechen. Dies kann durch Erniedrigung der Rührer­ drehzahl, Absenken der Temperatur und/oder Unterbrechung der Wasserstoffzufuhr erreicht werden.The heterogeneously catalyzed hydrogenation according to the invention can be carried out with stirring and at temperatures for example 30 to 250 ° C, preferably 40 to 240 ° C, particularly preferably from 69 to 230 ° C. and at a hydrogen pressure of 1 to 200 bar, preferably 2 to 150 bar, particularly preferably 3 to 100 bar. In order to achieve optimal selectivity, it is advantageous to use the Measure amount of hydrogen, and when reaching the pre-calculated hydrogen quantity to cancel the hydrogenation. This can be done by lowering the stirrer speed, lowering the temperature and / or interrupting the hydrogen supply can be achieved.

Bei der Ermittlung der optimalen Wasserstoffmenge ist zu berücksichtigen, daß das gewünschte Cyclohexandion mit Wasserstoff weiterreagieren kann, z. B. zum entsprechenden Hydroxycyclohexanon und zum entsprechenden Cyclohexandiol. Je nach den angewandten Reaktionsbedingungen können optimale Ergebnisse hin­ sichtlich Cyclohexandionen auch dann erhalten werden, wenn die Weiterreaktion zu Hydrocyclohexanon oder Cyclohexandiol schon eingesetzt hat. Es sind also auch Wasserstoffmengen in Betracht zu ziehen, die höher sind als 1 Mol pro Mol eingesetztes Hydrochinon.When determining the optimal amount of hydrogen, it should be taken into account that the desired cyclohexanedione can react further with hydrogen, e.g. B. to corresponding hydroxycyclohexanone and the corresponding cyclohexanediol. Each Depending on the reaction conditions used, optimal results can be achieved Obviously cyclohexanediones can also be obtained when the further reaction to hydrocyclohexanone or cyclohexanediol. So there are also consider amounts of hydrogen greater than 1 mole per mole Hydroquinone used.

Nach Beendigung der erfindungsgemäßen Hydrierung kann der Katalysator auf übliche Weise, beispielsweise durch Filtration, abgetrennt werden.After the hydrogenation according to the invention has ended, the catalyst can be separated in the usual way, for example by filtration.

Das Verfahren kann auch in einer Kaskade oder auf kontinuierliche Weise, bei­ spielsweise in einem Rohrreaktor, durchgeführt werden.The process can also be in a cascade or in a continuous manner for example in a tubular reactor.

In diesen Fällen kann durch sorgfältige Einstellung der Verweilzeiten das Aus­ beuteoptimum an 1,4-Cyclohexandion erreicht werden. Die Verweilzeiten können z. B. im Bereich 1 bis 360 Minuten, vorzugsweise im Bereich 5 bis 120 Minuten liegen. In these cases, the dwell can be stopped by carefully setting the dwell times Optimum yield of 1,4-cyclohexanedione can be achieved. The dwell times can e.g. B. in the range 1 to 360 minutes, preferably in the range 5 to 120 minutes lie.  

Der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte Ether kann mit Hilfe üblicher Techniken, beispielsweise durch Destillation, abgetrennt und gegebenenfalls zurückgeführt werden. Das als Reaktionsprodukt erhaltene, rohe gegebenenfalls substituierte 1,4-Cyclohexandion kann auf bekannte Weise, etwa durch Destillation oder Kristallisation, gereinigt werden. Es ist vorteilhaft, das Rohprodukt vor der Destillation zu neutralisieren, z. B. durch Zusatz von Schwefel­ säure, Salzsäure oder Natriumhydrogensulfat, wobei nur geringe Mengen solcher Zusätze erforderlich sind.The ether used to carry out the process according to the invention can separated using conventional techniques, for example by distillation, and if necessary be returned. The crude obtained as a reaction product optionally substituted 1,4-cyclohexanedione can in a known manner, for example by distillation or crystallization. It is beneficial that Neutralize crude product before distillation, e.g. B. by adding sulfur acid, hydrochloric acid or sodium hydrogen sulfate, only small amounts of such Additives are required.

Grundsätzlich ist es auch möglich und kann gegebenenfalls von Vorteil sein, die nach Beendigung der erfindungsgemäßen Hydrierung und Abtrennung des Kata­ lysators vorliegende Lösung direkt, d. h. ohne weitere Aufarbeitung, für nach­ folgende Umsetzungen, beispielsweise Acetalisierungen oder Oximierungen, einzu­ setzen.In principle, it is also possible and can be advantageous if necessary after completion of the hydrogenation according to the invention and separation of the kata lysator's present solution directly, i.e. H. without further processing, for after the following reactions, for example acetalization or oximation put.

Neben den weiter oben angegebenen Vorteilen ist hervorzuheben, daß man das erfindungsgemäße Verfahren in konzentrierterer Lösung als das Verfahren der JP- OS 03-109346 durchführen kann und dann der Aufwand für die Abtrennung des Lösungsmittels geringer ist. Beispielsweise werden im Verfahren der JP-OS 03-109346 25 ml Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel auf 4 g Hydrochinon einge­ setzt, was 0,16 g Hydrochinon pro ml Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel entspricht. Erfindungsgemäß erhält man gute Ergebnisse, wenn man beispielsweise auf 1 g Hydrochinon 1 g Ether-Lösungsmittel einsetzt.In addition to the advantages stated above, it should be emphasized that the Process according to the invention in a more concentrated solution than the process of JP OS 03-109346 can perform and then the effort for the separation of the Solvent is lower. For example, in the process of JP-OS 03-109346 25 ml of hydrocarbon solvent added to 4 g of hydroquinone sets what corresponds to 0.16 g of hydroquinone per ml of hydrocarbon solvent. According to the invention, good results are obtained if, for example, 1 g Hydroquinone uses 1 g ether solvent.

BeispieleExamples Beispiel 1example 1

In einem mit Innenkühlung ausgestatteten aus dem Edelstahl (V4A) gefertigten 0,7 l Autoklav wurde ein Gemisch aus 150 g Hydrochinon, 150 g Diethylenglykol­ dimethylether, 0,5 g Borax und 6,6 g Katalysator (5 Gew.-% Palladium auf Aktiv­ kohle, Feuchtigkeitsgehalt 54 Gew.-%) vorgelegt.In a stainless steel (V4A) equipped with internal cooling 0.7 l autoclave became a mixture of 150 g hydroquinone, 150 g diethylene glycol dimethyl ether, 0.5 g borax and 6.6 g catalyst (5% by weight palladium on active coal, moisture content 54% by weight).

Nach dem Spülen des Autoklaven mit Stickstoff wurde bei einer Rührerdrehzahl von 1 000 U/min auf 180°C aufgeheizt und 10 bar Wasserstoff aufgedrückt. Während der nun einsetzenden Reaktion wurden die Temperatur des Reaktions­ gemisches durch Regelung der Innenkühlung und der Innendruck des Reaktions­ gefäßes durch kontinuierliche Nachführung von Wasserstoff aus einem Vorrats­ behälter konstant gehalten.After purging the autoclave with nitrogen, stirring was carried out at an agitator speed heated from 1,000 rpm to 180 ° C and 10 bar of hydrogen injected. During the reaction that started now the temperature of the reaction mixture by regulating the internal cooling and the internal pressure of the reaction vessel by continuously supplying hydrogen from a supply container kept constant.

Nach 8 Minuten waren insgesamt 46 Nl Wasserstoff aufgenommen worden, und die Umsetzung wurde durch Abkühlung des Autoklaven auf 20°C abgebrochen. Der Katalysator wurde durch Filtration abgetrennt und das Filtergut mehrmals mit insgesamt 50 ml Diethylenglykoldimethylether nachgewaschen.After 8 minutes a total of 46 Nl of hydrogen had been taken up, and the reaction was stopped by cooling the autoclave to 20 ° C. The catalyst was separated off by filtration and the filter material was removed several times Washed a total of 50 ml of diethylene glycol dimethyl ether.

Filtrat und Waschlösung wurden vereinigt. Die gaschromatographische Analyse ergab folgende Zusammensetzung (ohne Berücksichtigung des Lösungsmittels):
13,5 Gew.-% Hydrochinon
39,9 Gew.-% 1,4-Cyclohexandion
45,4 Gew.-% 4-Hydroxy-cyclohexanon
0,3 Gew.-% 1,4-Cyclohexandiol
0,9 Gew.-.% andere Komponenten.
The filtrate and washing solution were combined. The gas chromatographic analysis showed the following composition (without considering the solvent):
13.5 wt% hydroquinone
39.9% by weight 1,4-cyclohexanedione
45.4% by weight 4-hydroxy-cyclohexanone
0.3% by weight 1,4-cyclohexanediol
0.9% by weight of other components.

Die rohen Produktgemische von drei derart durchgeführten Hydrieransätze wurden vereinigt und mit 0,3 g Natriumhydrogensulfat versetzt. Die so erhaltene Lösung wurde über eine 50 cm Silbermantelkolonne, gefüllt mit 4 × 4 mm RASCHIG- Ringen, bei einem Rücklaufverhältnis von 1 : 20 destilliert.The crude product mixtures from three hydrogenation batches carried out in this way were combined and mixed with 0.3 g of sodium bisulfate. The solution thus obtained was over a 50 cm silver jacket column, filled with 4 × 4 mm RASCHIG- Wrestle, distilled at a reflux ratio of 1:20.

Bei einem Druck von 15 mbar und einer Kopftemperatur zwischen 121 und 123°C wurden 151,2 g eines Produktes gewonnen, das nach gaschromatographischer Analyse 98,8 Gew.-% 1,4-Cyclohexandion enthielt. Das entspricht einer isolierten Ausbeute von 33% der Theorie, bezogen auf eingesetztes Hydrochinon.At a pressure of 15 mbar and a head temperature between 121 and 123 ° C 151.2 g of a product were obtained, which according to gas chromatography  Analysis contained 98.8% by weight 1,4-cyclohexanedione. This corresponds to an isolated one Yield of 33% of theory, based on the hydroquinone used.

Aus diesen Zahlenangaben ergibt sich für 1,4-Cyclohexandion eine Raum-Zeit- Ausbeute von 540 g/l·h.These figures give a space-time for 1,4-cyclohexanedione Yield 540 g / l · h.

Das in nicht unerheblichen Mengen anfallende Nebenprodukt 4-Hydroxy­ cyclohexanon kann z. B. hydriert und das so erhältliche Hydrierprodukt mit einem Phenylhydrazin umgesetzt werden. Man erhält dabei ein Phenylhydrazon, das nach innermolekularer Cyclisierung ein Tetrahydrocarbazol ergibt. Tetrahydrocarbazole sind wichtige Zwischenprodukte zur Herstellung von pharmazeutisch wirksamen Verbindungen (siehe z. B. US-PS 4 988 820 und DE-OS 36 31 824).The by-product 4-hydroxy, which is not insignificant Cyclohexanone can e.g. B. hydrogenated and the hydrogenation product thus obtainable with a Phenylhydrazine are implemented. A phenylhydrazone is obtained, which after intramolecular cyclization gives a tetrahydrocarbazole. Tetrahydrocarbazole are important intermediates for the production of pharmaceutically active Connections (see, for example, US Pat. No. 4,988,820 and DE-OS 36 31 824).

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls substituierten 1,4-Cyclo­ hexandionen der Formel (I) in der
R¹, R², R³ und R⁴ unabhängig voneinander für Wasserstoff, gegebenenfalls über Sauerstoff verknüpftes C₁-C₄-Alkyl, für gegebenenfalls über Sauerstoff verknüpftes, gegebenenfalls mit C₁-C₄-Alkyl substi­ tuiertes C₃-C₈-Cycloalkyl, für Halogen, für die Gruppe COOR⁵ (mit R⁵ = Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl) oder für die Gruppe CH₂-Q (mit Q = Hydroxy oder über Sauerstoff verknüpftes C₁-C₄-Alkyl) stehen, durch heterogen katalysierte Hydrierung von substituierten Hydrochinonen der Formel (II) in der
R¹, R², R³ und R⁴ die bei Formel (I) angegebene Bedeutung haben,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Hydrierung in Gegenwart eines gegebenenfalls auf einem Träger aufgebrachten Katalysators aus der Reihe der Metalle der Gruppe VIII B des Periodensystems der Elemente (Mendelejew) sowie gegebenenfalls in Gegenwart eines oder mehrerer weiterer Zusatzstoffe aus der Reihe der alkalisch reagierenden Alkali-, Erdkali- oder Ammoniumverbindungen und einem Ether als Lösungsmittel durchgeführt wird.
1. Process for the preparation of optionally substituted 1,4-cyclohexanediones of the formula (I) in the
R¹, R², R³ and R⁴ independently of one another for hydrogen, optionally C₁-C₄-alkyl linked via oxygen, for optionally linked via oxygen, optionally substituted with C₁-C₄-alkyl C₃-C₈-cycloalkyl, for halogen, for the group COOR⁵ (with R⁵ = hydrogen or C₁-C₄-alkyl) or for the group CH₂-Q (with Q = hydroxy or C₁-C₄-alkyl linked via oxygen), by heterogeneously catalyzed hydrogenation of substituted hydroquinones of the formula (II) in the
R¹, R², R³ and R⁴ have the meaning given for formula (I),
which is characterized in that the hydrogenation in the presence of an optionally supported catalyst from the group of metals from group VIII B of the Periodic Table of the Elements (Mendeleev) and optionally in the presence of one or more further additives from the series of alkali-reacting alkali , Erdkali- or ammonium compounds and an ether is carried out as a solvent.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Formeln (I) und (II) Halogen für Fluor, Chlor oder Brom, C₁-C₄-Alkyl für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen und C₃-C₈-Cycloalkyl für gegebenenfalls C₁-C₄-alkyl substituiertes Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl und Cyclooctyl stehen.2. The method according to claim 1, characterized in that in the formulas (I) and (II) halogen for fluorine, chlorine or bromine, C₁-C₄-alkyl for straight chain or branched alkyl with up to 4 carbon atoms and C₃-C₈-cycloalkyl for cyclopropyl optionally substituted by C₁-C₄-alkyl, Cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and cyclooctyl are available. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Hydrochinon, Monomethylhydrochinon, Dimethylhydrochinon, Tetra­ methylhydrochinon, Monoethylhydrochinon, Diethylhydrochinon oder Tetraethylhydrochinon als gegebenenfalls substituiertes Hydrochinon ein­ setzt.3. Process according to claims 1 and 2, characterized in that Hydroquinone, monomethyl hydroquinone, dimethyl hydroquinone, tetra methylhydroquinone, monoethylhydroquinone, diethylhydroquinone or Tetraethyl hydroquinone as an optionally substituted hydroquinone puts. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Dialkylenglykoldialkylether, Alkylenglykoldialkylether, Dioxane oder Tetrahydrofuran einsetzt.4. Process according to Claims 1 to 3, characterized in that as Solvent dialkylene glycol dialkyl ether, alkylene glycol dialkyl ether, Dioxane or tetrahydrofuran is used. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator als Metall der Gruppe VIII B des Periodensystems der Elemente (Mendelejew) Palladium, Ruthenium, Rhodium, Platin oder Nickel enthält.5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the Catalyst as metal of group VIII B of the periodic table of the Elements (Mendeleev) palladium, ruthenium, rhodium, or platinum Contains nickel. 6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator auf einem Träger aufgebracht ist, bei bei es sich um Aktiv­ kohle, Kieselgel, Siliciumdioxid, Kieselsäure, Aluminiumoxid, Oxide und Phosphate der Seltenerdmetalle, Zeolithe, Aluminosilikate, feste Hetero­ polysäuren oder keramische Körper handelt.6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that the Catalyst is applied to a support, which is active coal, silica gel, silicon dioxide, silica, aluminum oxide, oxides and Phosphates of rare earth metals, zeolites, aluminosilicates, solid hetero polyacids or ceramic bodies. 7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Kata­ lysator Palladium auf Aktivkohle eingesetzt wird.7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that as a kata Palladium on activated carbon analyzer is used. 8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Zusatzstoffe Carbonate, Hydrogencarbonate, Sulfite, Sulfide, Phosphate, Hydrogenphosphate oder Borate von Alkalimetallen, Erdalkalimetallen und Ammonium oder Hydroxide, Hydride oder Boranate von Alkali- und Erdalkalimetallen oder Ammoniumsalze, Monoalkyl-, Dialkyl-, Trialkyl- oder Tetraalkylammoniumsalze aliphatischer C₁-C₆-Carbonsäuren einsetzt.8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that as Additives carbonates, hydrogen carbonates, sulfites, sulfides, phosphates, Hydrogen phosphates or borates of alkali metals, alkaline earth metals and Ammonium or hydroxides, hydrides or boranates of alkali and  Alkaline earth metals or ammonium salts, monoalkyl, dialkyl, trialkyl or tetraalkylammonium salts of aliphatic C₁-C₆ carboxylic acids. 9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man es bei Temperaturen im Bereich 30 bis 250°C und Wasserstoffdruck im Bereich 1 bis 200 bar durchführt.9. The method according to claims 1 to 8, characterized in that it at temperatures in the range of 30 to 250 ° C and hydrogen pressure in Performs range 1 to 200 bar. 10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von gegebenenfalls substituierten Hydrochinon zu Katalysator im Bereich 10 000 bis 10 : 1 liegt.10. The method according to claims 1 to 9, characterized in that the Weight ratio of optionally substituted hydroquinone to Catalyst is in the range of 10,000 to 10: 1.
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