DE1966776B2 - PROCESS FOR THE PREPARATION OF 2- (1-CYCLOHEXENYL) -CYCLOHEXANONE - Google Patents
PROCESS FOR THE PREPARATION OF 2- (1-CYCLOHEXENYL) -CYCLOHEXANONEInfo
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Description
geben werden. Eine Spülung mit einem inerten Gas kann ferner angewendet werden, um die Wasserentfernung zu fördern.will give. An inert gas purging can also be used to remove water to promote.
Vorzugsweise wird Sauerstoff von der Reaktionszone ausgeschlossen und das Verfahren in einer inerten Atmosphäre, wie Stickstoff oder Argon, zur Verhinderung einer Oxydation des Ketons durchgeführt.Preferably, oxygen is excluded from the reaction zone and the process is carried out in an inert one Atmosphere, such as nitrogen or argon, to prevent oxidation of the ketone.
Das Verfahren kann chargenweise durchgeführt werden, es wird jedoch vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt. Es ist ein besonders vorteilhaftes Merkmal der Verwendung einer katalytischen Menge der Metall verbindung, daß das 2-(l-Cyclohexenyl)-cyclohexanon, das in hoher Ausbeute erhalten wird, leicht vom Reaktionsmedium, z. B. durch Destillation, abgetrennt und der Katalysator im Kreislauf geführt werden kann.The process can be carried out batchwise, but it is preferably carried out continuously carried out. It is a particularly advantageous feature of using a catalytic amount of the Metal compound that the 2- (1-cyclohexenyl) cyclohexanone, which is obtained in high yield, easily from the reaction medium, e.g. B. by distillation, separated and the catalyst circulated can be.
Das gebildete 2-(l-Cyclohexenyl)-cyclohexanon eignet sich gut als Zwischenprodukt zur Herstellung von o-Phenylphenol durch katalytische Dehydrierung in an sich bekannter Weise. Das dabei erhaltene o-Phenylphenol ist als Fungizid und Konservierungsmittel brauchbar.The 2- (l-cyclohexenyl) -cyclohexanone formed is well suited as an intermediate for production of o-phenylphenol by catalytic dehydrogenation in a manner known per se. The thereby obtained o-Phenylphenol is useful as a fungicide and preservative.
Cyclohexanon wird technisch durch Oxydation von Cyclohexan mit molekularem Sauerstoff, oft in Gegenwart von Katalysatoren, wie Übergangsmetalloder Borverbindungen, erhalten. Das Produkt dieser Oxydation ist eine Mischung aus Cyclohexanol und Cyclohexanon; da jedoch Cyclohexanol im wesentlichen gegenüber den Bedingungen des Verfahrens gemäß der Erfindung inert ist, muß es nicht vom Cyclohexanon entfernt werden, und man kann die Cyclohexanol-Cyclohexanon-Mischung als Einsatzmaterial für das Verfahren verwendenCyclohexanone is made industrially by the oxidation of cyclohexane with molecular oxygen, often in the presence from catalysts such as transition metal or boron compounds. The product of this Oxidation is a mixture of cyclohexanol and cyclohexanone; however, since cyclohexanol is essentially is inert to the conditions of the process according to the invention, it does not have to be from Cyclohexanone can be removed and one can use the cyclohexanol-cyclohexanone mixture as a feed use for the procedure
Bei dem Verfahren der Erfindung, bei dem Cyclohexanon zu 2-(l-Cyclohexenyl)-cyclohexanon crotonisiert wird, ist es bevorzugt, eine katalytische Menge einer Vanadiumverbindung, vorzugsweise Vanadiumnaphthenat, als Katalysator zu verwenden.In the process of the invention in which cyclohexanone crotonizes to 2- (1-cyclohexenyl) cyclohexanone it is preferred to use a catalytic amount of a vanadium compound, preferably vanadium naphthenate, to use as a catalyst.
Es ist zwar schon aus der US-PS 32 56 334 ein Verfahren zur Selbstkondensation von Cyclohexanon bekannt, jedoch unterscheidet sich dieses in wesentlichen Punkten vom Verfahren der Erfindung, so daß das Verfahren der US-Patentschrift großtechnisch nur mit großem Aufwand durchführbar ist.It is true that US Pat. No. 3,256,334 describes a process for the self-condensation of cyclohexanone known, but this differs in essential points from the method of the invention, see above that the process of the US patent can only be carried out on an industrial scale with great effort.
Bei dem Verfahren der US-PS 32 56 334 handelt es sich um ein heterogenes Dampfphasen-Verfahren unter Anwendung eines Katalysators, der aus dem Salz einer anorganischen Säure, nämlich nach den Beispielen aus Lithiumphosphat bzw. Natriumorthophosphat besteht. Das Verfahren wird im Temperaturbereich von 150 bis 400° C und praktisch, wie die Beispiele zeigen, im Bereich von etwa 260 bis 290° C durchgeführt. Demgegenüber handelt es sich bei dem Verfahren der Erfindung um ein homogenes Flüssigphase-Verfahren unter Verwendung von organischen Katalysatoren bzw. bestimmten Poly- und Heteropolysäuren als Katalysatoren. Das Verfahren der Erfindung wird praktisch bei niedrigeren Temperaturen durchgeführt, z. B. läßt sich das Verfahren der Erfindung bequem beim Siedepunkt von Cyclohexanon durchführen.The process of US Pat. No. 3,256,334 is a heterogeneous vapor phase process using a catalyst which is derived from the salt of an inorganic acid, namely according to the Examples consist of lithium phosphate or sodium orthophosphate. The procedure is in the temperature range from 150 to 400 ° C and practically, as the examples show, in the range from about 260 to 290 ° C carried out. In contrast, the method of the invention is a homogeneous one Liquid phase process using organic catalysts or certain poly and Heteropoly acids as catalysts. The process of the invention becomes practical at lower temperatures performed, e.g. B. the process of the invention can be conveniently carried out at the boiling point of cyclohexanone carry out.
Ferner benötigt das bekannte Verfahren höhere Katalysatormengen, wie die Beispiele zeigen.Furthermore, the known process requires higher amounts of catalyst, as the examples show.
Die in der Tabelle 1 der Spalte 4 der US-Patentschrift aufgeführten Ausbeutewerte von 98% werden erst nach 68 Stunden Reaktionszeit erhalten.The yield values listed in Table 1 of column 4 of the US patent are 98% obtained only after a reaction time of 68 hours.
Demgegenüber wird beim Verfahren der Erfindung eine Ausbeute von 90 bis 94% bereits nach 3 Stunden erzielt, siehe Beispiele 1 bis 8 mit Tabelle I, Beispiel 9, fünfte und dritte Zeile von unten.In contrast, in the process of the invention, a yield of 90 to 94% is achieved after just 3 hours, see Examples 1 to 8 with Table I, Example 9, fifth and third lines from the bottom.
Die bei dem bekannten Verfahren erforderliche lange Reaktionszeit macht dieses Verfahren für die großtechnische Durchführung praktisch ungeeignet. Die Erhöhung der Ausbeute um einige wenige Prozente ist dann wertlos, wenn hierzu eine über 20fach längere Reaktionszeit benötigt wird. Hierbei ist noch zu berücksichtigen, daß selbst diese außerordentlichThe long reaction time required in the known process makes this process for the large-scale implementation practically unsuitable. The increase in the yield by a few percent is worthless if this requires a response time that is more than 20 times longer. Here is still to take into account that even this is extraordinary
ίο aufwendige Erhöhung der Ausbeute im Falle des Beispiels I der US-Patentschrift erst in einem Temperaturbereich von 262 bis 284° C erzielt wird, der weit über dem erfindungsgemäßen Temperaturbereich liegt und schon wegen des hohen Energiebedarfes einen erheblichen technischen Nachteil im Vergleich zu der Erfindung darstellt. Hinzu kommen noch die im Vergleich zu den Beispielen der vorliegenden Erfindung wesentlich erhöhten Katalysatormengen der US-Patentschrift.ίο costly increase in the yield in the case of the example I of the US patent is only achieved in a temperature range of 262 to 284 ° C, which is far is above the temperature range according to the invention and because of the high energy requirement represents a significant technical disadvantage compared to the invention. Then there are those compared to the examples of the present invention, significantly increased amounts of catalyst U.S. patent.
Aus diesem Grunde konnte das Verfahren der US-Patentschrift 32 56 334 auch nicht in die technische Praxis eingeführt werden. Dagegen ist das Verfahren der Erfindung das einzig großtechnisch durchführbare Verfahren zur Herstellung des direkt zum o-Phenol weiterverarbeitbaren Zwischenproduktes 2-(l-Cyclohexenyl)- cyclohexanon.For this reason, the process of US patent specification 32 56 334 could not be used in the technical Practice to be introduced. In contrast, the method of the invention is the only one that can be carried out on an industrial scale Process for the production of the intermediate product which can be further processed directly to form o-phenol 2- (1-cyclohexenyl) cyclohexanone.
Nachstehend wird die Erfindung durch die folgenden Beispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail below by means of the following examples.
B e i s ρ i e 1 e 1 bis 8B e i s ρ i e 1 e 1 to 8
In jedem Fall wurden 50 g Cyclohexanon bei 155° C und Atmosphärendruck 190 Minuten lang unter Ausschluß von Luft mit 1,4 · 10~3 Mol Metall, zugegeben als Metallstearat, erhitzt. Bei der Reaktion gebildetes Wasser wurde kontinuierlich durch azeotrope Destillation mit Cyclohexanon entfernt. Das auf diese Weise entfernte Cyclohexanon wurde zur Reaktionsmischung zurückgeführt und die Mischung mittels Gas-Flüssigkeits-Chromatographie analysiert. Das Produkt 2-(l-Cyclohexenyl)-cyclohexanon wurde mittels fraktionierter Destillation gereinigt. Die Ergebnisse werden in der Tabelle gezeigt, in der die Keton-Umsetzung und Ausbeute an 2-(l-Cyclohexenyl)-cyclohexanon in Molprozent des umgesetzten Cyclohexanon ausgedrückt sind.In each case, 50 g of cyclohexanone were heated at 155 ° C. and atmospheric pressure for 190 minutes in the absence of air with 1.4 × 10 -3 mol of metal, added as metal stearate. Water formed in the reaction was continuously removed by azeotropic distillation with cyclohexanone. The cyclohexanone thus removed was returned to the reaction mixture, and the mixture was analyzed by gas-liquid chromatography. The product 2- (1-cyclohexenyl) cyclohexanone was purified by means of fractional distillation. The results are shown in the table, in which the ketone conversion and the yield of 2- (1-cyclohexenyl) cyclohexanone are expressed in terms of mole percent of the converted cyclohexanone.
Die Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben.The results are given in Table I.
Es wurden 50 g Cyclohexanon, enthaltend 1,4 · 10~3 Mol Vanadium in Form von Vanadium-50 g of cyclohexanone containing 1.4 · 10 -3 mol of vanadium in the form of vanadium
stearat, zum Rückfluß unter Ausschluß von Luft und bei Atmosphärendruck erhitzt. Das Wasser wurde kontinuierlich aus der Reaktionsmischung durch azeotrope Destillation mit Cyclohexanon entfernt. Man ließ die Reaktionstemperatur ansteigen, als die Konzentration an 2-(l-Cyclohexenyl)-cyclohexanon im Reaktionsmedium anstieg. Nach 190 Minuten betrug die Temperatur 168° C7 die Cyclohexanonumsetzung 40 °/o und die Ausbeute an 2-(l-Cyclohexenyl)-cyclohexanon 94%. Nach 190 Minuten be- ίο trug die Temperatur 168° C, die Cyclohexanonumsetzung 40% und die Ausbeute an 2-(l-Cyclohexenyl)-cyclohexanon 94%. Nach weiteren 120 Minuten war die Temperatur auf 193° C gestiegen und die Ketonumsetzung und Produktausbeute betrugen nun 71% bzw. 89%.stearate, heated to reflux in the absence of air and at atmospheric pressure. The water was continuously removed from the reaction mixture by azeotropic distillation with cyclohexanone. The reaction temperature was allowed to increase as the concentration of 2- (1-cyclohexenyl) cyclohexanone in the reaction medium increased. After 190 minutes, the temperature 168 ° C was 7. The cyclohexanone conversion of 40 ° / o and the yield of 2- (l-cyclohexenyl) cyclohexanone 94%. After 190 minutes the temperature was 168 ° C., the cyclohexanone conversion was 40% and the yield of 2- (l-cyclohexenyl) cyclohexanone was 94%. After a further 120 minutes, the temperature had risen to 193 ° C. and the ketone conversion and product yield were now 71% and 89%, respectively.
Beispiel 10 bis 12Example 10 to 12
Bei jedem der nachstehend angegebenen Beispiele wurden 50 g Cyclohexanon bei 155° C 190 Minuten lang bei Atmosphärendruck in Gegenwart des Katalysators erhitzt. Bei der Reaktion gebildetes Wasser wurde kontinuierlich durch azeotrope Destillation mit Cyclohexanon entfernt. Das auf diese Weise entfernte Cyclohexanon wurde zur Reaktionsmischung zurückgeführt. Das Reaktionsprodukt wurde mittels Gas-Flüssigkeits-Chromatographie analysiert. Das Produkt, 2-(l-Cyclohexenyl)-cyclohexanon, wurde durch fraktionierte Destillation gereinigt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle II angegeben; die molare Ausbeute an 2-(l-Cyclohexenyl)-cyclohexanon ist auf umgesetztes Cyclohexanon bezogen.In each of the examples given below, 50 g of cyclohexanone was used at 155 ° C for 190 minutes heated for a long time at atmospheric pressure in the presence of the catalyst. Water formed in the reaction was continuously removed by azeotropic distillation with cyclohexanone. That removed in this way Cyclohexanone was returned to the reaction mixture. The reaction product was by means of Gas-liquid chromatography analyzed. The product, 2- (1-cyclohexenyl) cyclohexanone, was purified by fractional distillation. The results are given in Table II below; the molar yield of 2- (1-cyclohexenyl) cyclohexanone is based on converted cyclohexanone.
MoNAP = Molybdännaphthenat, P.M.A. = Phosphormolybdänsäure, S.W.A. = Siliciumwolframsäure.MoNAP = molybdenum naphthenate, P.M.A. = Phosphomolybdic acid, S.W.A. = Silicon tungstic acid.
Beispiel 13 bis 16Example 13 to 16
Die folgenden Beispiele zeigen die Crotonisierung von Cyclohexanon unter Verwendung katalytischer Mengen verschiedener Metall-Carboxylate.The following examples show the crotonization of cyclohexanone using catalytic Amounts of various metal carboxylates.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle III aufgeführt.The results are shown in Table III.
In jedem FaI wurden 50 g (0,51 Mol) Cyclohexanon bei 155° C und Atmosphärendruck 3 Stunden lang in Abwesenheit von Luft unter Zugabe von 1,4 ■ IO-3 Mol Metall (als Metall-Carboxylate) erhitzt. Das während der Reaktion gebildete Wasser wurde kontinuierlich durch azeotrope Destillation mit Cyclohexanon entfernt. Das so entfernte Cyclohexanon wurde in das Reaktionsgemisch zurückgeführt. Das Gemisch wurde durch I. R.-Analyse und durch Messung der kernmagnetischen Resonanz analysiert. Die Ergebnisse sind in der Tabell III als in dem Reaktionsgemisch vorhandene Molprozent-Sätze an 2-(l-Cyclohexenyl)-cyclohexanon aufgeführt. Da keine der Analysenmethoden absolut akkurate Ergebnisse erbringen kann, besteht eine gewisse Diskrepanz der erhaltenen Ergebnisse, wobei jedoch aus beiden Analysenergebnissen, gemeinsam betrachtet, die tatsächlichen Verhältnisse eblesbar sind.In each case, 50 g (0.51 mol) of cyclohexanone were heated at 155 ° C. and atmospheric pressure for 3 hours in the absence of air with the addition of 1.4% of 3 mol of metal (as metal carboxylates). The water formed during the reaction was continuously removed by azeotropic distillation with cyclohexanone. The cyclohexanone thus removed was returned to the reaction mixture. The mixture was analyzed by IR analysis and by measurement of nuclear magnetic resonance. The results are listed in Table III as mol percentages of 2- (1-cyclohexenyl) cyclohexanone present in the reaction mixture. Since none of the analytical methods can produce absolutely accurate results, there is a certain discrepancy in the results obtained, although the actual relationships can be read from the two analytical results viewed together.
4040
Beispiel Verwendete Metallic r. verbindungExample Metallic used r. link
45 Molprozent
gemessen durch 45 mole percent
measured by
LR. NMR.LR. NMR.
Claims (4)
Menge eines Titan-, Vanadium-, Mangan-, Ko- 10 Es kann mehr als eine Metallverbindung im Verbalt-, Zink-, Zirkon-, Cadmium-, Zinn-, Molyb- fahren gemäß der Erfindung verwendet werden, z. B. dän- oder Wolframsalzes einer aliphatischen Car- können Mischungen von Vanadium- und Titanverbonsäure mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen oder bindungen verwendet werden und ferner Mischungen einer Naphthensäure, insbesondere Vanadium- von Verbindungen des gleichen Metalls,
stearat, Titanpalmitat, Vanadiumoleat oder Va- 15 Als Salze der genannten Metalle mit aliphatischen nadiumnaphthenat, oder eine Polysäure bzw. He- Carbonsäuren mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen wertheropolysäure dieser Metalle, wie Phosphor- den bevorzugt aliphatische Carbonsäuren mit 10 bis molybdän- oder Siliciumwolframsäure, oder eines 20 Kohlenstoffatomen, z. B. Vanadiumstearat, Titanmit 1,3-Diketonen oder mit Äthylendiamintetra- palmitat und Vanadiumoleat, und die Naphthenessigsäure gebildeten organischen Komplexes die- 20 säuren, z. B. Vanadiumnaphthenat angewandt. Wenn ser Metalle umsetzt. ein carbonsaures Metallsalz verwendet wird, ist es1. Process for the preparation of 2- (l-cyclo-cyclohexanone. If vanadium compounds hexenyl) -cyclohexanone, thereby kenn- 5 are used, slightly larger amounts can be recorded that one turns cyclohexanone in one, z. B. up to 1 mole vanadium / mole temperature of 50 to 250 ° C and with a cyclohexanone, but it is further preferred that pressure that keeps the reaction medium in the liquid, the amount of vanadium used, 0.5 mole vanadium / phase, in the presence does not exceed a catalytic mole of cyclohexanone.
Amount of a titanium, vanadium, manganese, Ko- 10 It can be used more than one metal compound in the Verbalt-, zinc, zirconium, cadmium, tin, molyb- according to the invention, z. B. Danish or tungsten salt of an aliphatic Car- mixtures of vanadium and titanium verbonic acid with up to 20 carbon atoms or bonds can be used and also mixtures of a naphthenic acid, especially vanadium of compounds of the same metal,
stearate, titanium palmitate, vanadium oleate or Va- 15 As salts of the metals mentioned with aliphatic naphthenate, or a polyacid or He-carboxylic acids with up to 20 carbon atoms, thermopolyacid of these metals, such as phosphorus, preferably aliphatic carboxylic acids with 10 to molybdenum or silicon tungstic acid, or one of 20 carbon atoms, e.g. B. vanadium stearate, titanium with 1,3-diketones or with ethylenediaminetetra- palmitate and vanadium oleate, and the organic complex formed by naphthenacetic acid, 20 such. B. Vanadium naphthenate applied. When it converts metals. a carboxylic acid metal salt is used, it is
clohexanon, vorzugsweise bis zu 0,05 Mol Metall/ Polysäuren, z. B. Wolframsäure und die Vanadium-Mol Cyclohexanon und insbesondere im Bereich säuren, und Heteropolysäuren, z. B. Phosphormolybvon 10~5 bis 10~2 Mol Metall/Mol Cyclohexanon dänsäure, Siliciumwolframsäure und Phosphorvanaverwendet. diumsäure, können als Metallverbindungen im Ver-3. The method according to claim 1, characterized ge such as acetylacetone and substituted acetylacetones, indicates that the metal compound and Komeiner amount of up to 0.5 mol metal / mol cy- 30 plexes formed with ethylenediaminetetraacetic acid can also be used,
clohexanone, preferably up to 0.05 mol of metal / polyacids, e.g. B. tungstic acid and the vanadium moles of cyclohexanone and especially acids in the field, and heteropolyacids, e.g. B. Phosphormolybvon 10 -5 to 10 -2 moles of metal / moles of cyclohexanone dänsäure, silicotungstic acid and Phosphorvanaverwendet. dic acid, can be used as metal compounds in
kennzeichnet, daß man die Umsetzung des Cv- Das Verfahren gemäß der Erfindung wird zweckclohexanons kontinuierlich durchführt und den mäßigerweise in flüssiger Phase unter Verwendung Katalysator im Kreisiaui lunrt. löslicher Metallverbindungen durchgeführt, und, falls4. The method according to claim 1, thereby driving 35 according to the invention are used,
indicates that the conversion of the Cv- The process according to the invention is advantageously carried out continuously and the moderately in the liquid phase using a catalyst in the Kreisiaui. soluble metal compounds carried out, and, if
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |