DE19628296C2

DE19628296C2 - Verfahren zur Herstellung von 1,2-Epoxyoctan

Info

Publication number: DE19628296C2
Application number: DE1996128296
Authority: DE
Inventors: Ulrich Pichl; Ludwig Dr Waldmann; Gerhard Dr Schmidt
Original assignee: WNC Nitrochemie GmbH; Nitrochemie Aschau GmbH
Current assignee: Nitrochemie Aschau GmbH
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 1998-05-14
Anticipated expiration: 2016-07-13
Also published as: DE19628296A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 1,2-Epoxyoctan durch Epoxidation von Octen mit Perameisensäure als Oxidationsmittel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Herstellung von Epoxiden ist seit langem bekannt. Üblicherweise wird dabei die sogenannte Prileschajew-Reaktion ausgenutzt, wobei Persäuren auf Alkene in indifferenten Lösungsmitteln einwirken (vgl. z. B. H. Beyer, Lehrbuch der organischen Chemie, Seite 70, 18. überarb. Auflage, S. Hirzel Verlag Stuttgart 1976).

Bei der Herstellung von 1,2-Epoxyoctan nach einem der bekannten Verfahren hat sich gezeigt, daß aufgrund der bei der Reaktion auftretenden säurekatalytischen Spaltung des sich zunächst bildenden Epoxid die Ausbeute an Epoxyoctan nicht optimal und damit die Produktionskosten relativ hoch sind.

Aus der DE 37 12 183 A1 ist die Epoxidation von Fettalkoholen mit mindestens einer olefinischen Doppelbindung bekannt, wobei auf die Vorteile einer Pufferung bei der Epoxidierung der Fettalkohole hingewiesen wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, welches zu einer höheren Ausbeute und zu einer Senkung der Produktionskosten bei der Herstellung von 1,2-Epoxyoctan führt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Im wesentlichen liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, daß man in eine vorgelegte, auf 60°C erwärmte Mischung aus Toluol und 1-Octen ein frisch bereitetes Gemisch aus Wasserstoffperoxid, Ameisensäure und einem Alkalisalz einer aliphatischen Carbonsäure zudosiert.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn als Alkalisalz Natrium- oder Kaliumacetat bzw. Natrium- oder Kaliumformiat verwendet wird.

Nähere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus den nachfolgenden Beispielen. Dabei wird durch Angabe eines Vergleichsbeispieles der technische Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den bekannten Verfahren nach dem Stand der Technik näher veranschaulicht.

Vergleichsbeispiel:

In einem 250 ml-Dreihalskolben, ausgestattet mit Rührer, Innenthermometer, Tropftrichter und Rückflußkühler, wurden 50 g (0,446 mol) 99%iges 1-Octen und 105 g Toluol vorgelegt und auf 60°C erwärmt. Anschließend wurde unter Kühlung ein frisch bereitetes Gemisch aus 15,0 g H₂O₂(0,31 mol) und 7,0 g Ameisensäure 100%ig (0,15 mol) (1. Dosierung) im Verlauf von 30 min so zudosiert, daß die Reaktionstemperatur 60°C betrug. Nach 2 Stunden Nachreaktionszeit bei 60°C wurde die wässrige Phase abgetrennt und verworfen.

Die 1. Dosierung wurde dann mit unterschiedlichen Mengen H₂O₂ und Ameisensäure zweimal wiederholt.

2. Dosierung: 14,4 g H₂O₂ (0,30 mol) und 7,0 g Ameisensäure (0,15 mol)
3. Dosierung: 10,0 g H₂O₂ (0,21 mol) und 4,6 g Ameisensäure (0,10 mol)

Nach der dritten Phasentrennung wurde die organische Phase mit 75 ml H₂O, 50 ml NaHCO₃-Lösung 9%ig und 3 mal mit je 75 ml H₂O gewaschen. Es ergab sich eine Gesamtmenge von 39,4 g H₂O₂ 70%ig (0,81 mol); 18,6 g Ameisensäure 100%ig (0,40 mol). Die organische Phase wurde dann gaschromatographisch, unter Lösungsmittelunterdrückung, analysiert. Dabei ergab sich folgendes Ergebnis: 72,27% 1,2-Epoxyoctan, 1,36% 1-Octen und 26,37% Verunreinigungen.

Beispiel 1:

In einem 250 ml-Dreihalskolben, ausgestattet mit Rührer, Innenthermometer, Tropftrichter und Rückflußkühler, wurden 50 g (0,446 mol) 99%iges 1-Octen und 105 g Toluol vorgelegt und auf 60°C erwärmt. Anschließend erfolgten drei Dosie rungen, wobei die Durchführung dem Vergleichsbeispiel ent sprach. Allerdings wurde im Gegensatz zu dem Vergleichsbei spiel den Oxidgemischen vorher eine geringe Menge Natrium formiat zugegeben.

1. Dosierung: 19,8 g H₂O₂ 70%ig (0,408 mol) und 9,3 g Amei sensäure 100%ig (0,2 mol) und 0,2 g Natrium formiat
2. Dosierung: 19,2 g H₂O₂ 70%ig (0,395 mol) und 9,3 g Amei sensäure 100%ig (0,2 mol) und 0,2 g Natrium formiat
3. Dosierung: entsprach der 2. Dosierung

Anschließend erfolgte wiederum ein Waschen der organischen Phase (entsprechend dem Vergleichsbeispiel) und eine gas chromatographische Analyse. Dabei ergab sich folgendes Ergebnis: 88,84% 1,2-Epoxyoctan, 3,55% 1-Octen und 7,61% Verunreinigungen.

Beispiel 2:

In einem 2 l-Dreihalskolben, ausgestattet mit Rührer, Innen thermometer, Tropftrichter und Rückflußkühler, werden 300 g 1-Octen (2,68 mol) und 600 g Toluol vorgelegt und auf 60°C erwärmt. Anschließend erfolgten drei Dosierungen, wobei die Durchführung dem Vergleichsbeispiel entsprach. Allerdings wurde im Gegensatz zu dem Vergleichsbeispiel den Oxidgemi schen vorher eine geringe Menge Natriumacetat zugegeben.

1. Dosierung: 90 g H₂O₂ 70%ig (1,85 mol) und 46 g Ameisen säure 100%ig (1,0 mol) und 1,05 g Natriumace tat
2. Dosierung: 86,4 g H₂O₂ 70%ig (1,78 mol) und 43 g Ameisen säure 100%ig (0,93 mol) und 1,05 g Natriumace tat
3. Dosierung: entsprach der 2. Dosierung

Anschließend erfolgte wiederum ein Waschen der organischen Phase (entsprechend dem Vergleichsbeispiel) und eine gas chromatographische Analyse. Dabei ergab sich folgendes Ergebnis: 84,74% 1,2-Epoxyoctan, 3,67% 1-Octen und 11,59% Verunreinigungen.

Wie den beiden vorstehenden Ausführungsbeispielen zu entnehmen ist, kann sowohl durch Pufferung mit Natriumformiat als auch durch Pufferung mit Natriumacetat der Anteil der Verunreinigungen gegenüber dem Vergleichsbeispiel wesentlich verringert und damit die Ausbeute des Epoxyoctans erhöht werden.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann die Perameisensäure anstatt mit Natrium- oder Kaliumacetat oder -formiat auch mit einem anderen Alkalisalz einer aliphati schen Carbonsäure (z. B. Natriumpropionat) gepuffert werden.

Die angegebenen Mengen verstehen sich als Gew%. Die einge setzten Alkalisalzmengen sind die Mindest- und zugleich Optimalmengen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von 1,2-Epoxyoctan durch Epoxidation von Octen mit Perameisensäure als Oxidationsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man in eine vorgelegte, auf 60°C erwärmte Mischung aus Toluol und 1-Octen ein frisch bereitetetes Gemisch aus Wasserstoffperoxid, Ameisensäure und einem Alkalisalz einer aliphatischen Carbonsäure zudosiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Alkalisalz um Natrium- oder Kaliumacetat oder -formiat handelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Alkalisalz um Natriumpropionat handelt.