DE2038727A1 - Improved Process for the Production of Benzoic Acid Esters - Google Patents
Improved Process for the Production of Benzoic Acid EstersInfo
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Description
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22MÖHLSTRASSE 22, NUMBER 48 39 21/22
H/Kn Oase: 14 191-FH / Kn Oase: 14 191-F
IHE DOW OHEMICiLD COMPANY Midland, Michigan, V.St,A.IHE DOW OHEMICiLD COMPANY Midland, Michigan, V.St, A.
Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Benaoesäure-Improved Process for the Production of Benaoic Acid
esternester
Bei dem "bekannten Verfahren zur Herstellung von Benzoesäureestern wird ein Alkohol mit einer Benzoesäure in Anwesenheit eines Wasserstoffionenkatalysators und mit nicht mehr als etwa s to chi ome tri s eher Säuremenge umgesetzt. Dieses Verfahren liefert jedoch ein unerwünscht dunkel gefärbtes Produkt, das mit zunehmender Temperatur oder wenn die Umwandlung etwa 50 # der !Theorie Übersteigt noch dunkler wird. Nach dem Stand der Seelmik wurden auch Glykole auf dem Weg über das Sätireohlorid verestert (vgl. z.B. U.S.P. 2 956 978).In the "known process for the preparation of benzoic acid esters becomes an alcohol with a benzoic acid in the presence of a hydrogen ion catalyst and with no more than about s to chi ome tri s rather amount of acid converted. This procedure delivers however, an undesirably dark colored product that with increasing temperature or when the conversion is about 50 # of ! Theory Exceeds becomes even darker. According to the state of Seelmik, glycols were also found on the way via the Sätireohlorid esterified (see e.g. U.S.P. 2,956,978).
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung führt zu beträchtlich weniger gefärbten Endprodukten, selbst wenn das Verfahren kon-The method of the present invention leads to considerable less colored end products, even if the process
- 1 109808/2262 - 1 109808/2262
tinuierlicli durchgeführt wird,is carried out continuously,
Die vorliegende Erfindung schafft ein besseres Verfahren zur Veresterung'von Benzoesäure sit 11.ICoIiOI.* Die Veresterung er-.folgt dadurch» daß man Säure und Alkohol bei einer Temperatur von 180 bis 35O0C in Abwesenheit von. Luft oder Sauerstoff unter Bedingungen koutaktiert, wobei der Kontakt des Esters mit dem erzeugten Wasser mögliehst; niedrig gehalten wird und dao Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daßThe present invention provides an improved method for Veresterung'von benzoic sit 11.ICoIiOI. * The esterification er-.folgt characterized »that acid and alcohol at a temperature of 180 to 35O 0 C in the absence of. Air or oxygen is coutacted under conditions whereby contact of the ester with the water produced is possible; is kept low and the method is characterized in that
(1) wenigstens 1,1 Mol Säure pro Hydroxyläquivalent verwendet werden' und(1) at least 1.1 moles of acid used per hydroxyl equivalent will 'and
(2) die Umsetzung in Abwesenheit eines Katalysators durchgeführt wird. .(2) the reaction carried out in the absence of a catalyst will. .
Benzoesäure und Benzoeaäaren mit nicht mehr als drei inerten Subs ti. tuen ten sind im allgemeinen für das Verfahren der vorliegenden Erfi.iidii.ng bx-auchbar. Vorzugsweise stehen die Substituenten'an dar Säure in meta- oder para-Stellung zur Carboxylgruppe, Zu brauchbaren inerten Substituentcn gehören Alkylgruppen"mit bis zu-etwa 10 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Propyl, Butyl, Heptyl und Nonylj Alkoxygruppen .mit bis zu etwa 10 Kohlenstoffatomen, wie Äthoxy, Pentoxy und Octoxyj und. -CP,. Beispiele umfassen o-Methyltenaoesäure, p-Konylbenzooßäure, m-Prüpyl-p-butylbenzcesäure t p—Trifluormethyl-Benzoic acid and benzoic acids with not more than three inert subs ti. Doctors are generally suitable for the method of the present invention. The substituents on the acid are preferably in the meta or para position to the carboxyl group. Useful inert substituents include alkyl groups with up to about 10 carbon atoms, such as methyl, propyl, butyl, heptyl and nonyl, alkoxy groups with up to about 10 Carbon atoms such as ethoxy, pentoxy and octoxy and -CP, examples include o-methyltenoic acid, p-konylbenzoic acid, m-Prüpyl-p-butylbenzenic acid, t p-trifluoromethyl-
benzoeeäure, o-Metlioxybeiiaoeoäüxe und in -Metlioxy-p-butoxyben--benzoic acid, o-Metlioxybeiiaoeoäüxe and in -Metlioxy-p-butoxyben--
zoesäiire.zoesäiire.
Die Alkohole j die für dieses ,Veresterungsverfahren brauchbar Bindj umfassen .Alkylen- und Polyaikylenglykole und ihre aliphatischen Monoätliex· mit bie zn etwa insgesamt 10 Kohlenstoff atomen, (xlykolmoiioaryläther mit bis zu etwa insgesamt 14 Kohlenstoffatomen, Polyols mit wenigstens drei OH-Gruppen mit bis zu etwa insgesamt 10 Kohlenstoffatomen, und Alkanole,The alcohols j useful for this, esterification Bindj include .Alkylen- and Polyaikylenglykole and their aliphatic Monoätliex · with bie Zn atoms is about 10 in total carbon (xlykolmoiioaryläther up with at least three OH-groups with up to to about a total of 14 carbon atoms, polyol about a total of 10 carbon atoms, and alkanols,
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Aralkanole und Alkenole mit 4 bis zu etwa insgesamt 20 Kohlenstoffatomen. Aralkanols and alkenols having 4 to a total of about 20 carbon atoms.
Zu Beispielen für die obigen Alkohole gehören Äthylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Dipropylenglykol, Diäthylenglykol, Dibutylenglykol, Hexylenglykol, Triäthylenglykol, Dipropylenglykolmonoäthyläther, Triäthylenglykolmonobutyläther, 2-Phenoxyäthanol, Glycerin, Sorbit, 1,4-Bis-(2-hydroxylithyl)-benzol, Butanol, n-Nonadeeanol, n-Dodecanol, Oleylalkohol und 10-Undeoen-l-ol.Examples of the above alcohols include ethylene glycol, Propylene glycol, butylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, Dibutylene glycol, hexylene glycol, triethylene glycol, Dipropylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, 2-phenoxyethanol, glycerine, sorbitol, 1,4-bis (2-hydroxylithyl) benzene, Butanol, n-nonadeeanol, n-dodecanol, oleyl alcohol and 10-Undeoen-l-ol.
Arbeitet man nach der Lehre der vorliegenden Erfindung, so erhält man ganz allgemein Ester, die ungewölmlich rein sind, und die ein Minimum an dunkel gefärbtem Produkt enthalten. Um dies zu erreichen ist es jedoch erforderlich, daß jedes Hydroxyläquivalent mit wenigstens 1,1 Mol Säure, vorzugsweise mit 1,1 bis etwa 3 Mol Säure in Berührung gebracht wird. Katalysatoren müssen von der Reaktion ausgeschlossen werden, um die Bildung von dunkel gefärbtem Produkt zu verhüten. If you work according to the teaching of the present invention, so one generally obtains esters which are unusually pure and which contain a minimum of dark colored product. In order to achieve this, however, it is necessary that each Hydroxyl equivalent brought into contact with at least 1.1 moles of acid, preferably with 1.1 to about 3 moles of acid will. Catalysts must be excluded from the reaction in order to prevent the formation of dark colored product.
Außerdem ist es erforderlich, daß das während der Veresterung gebildete Wasser entfernt oder entaktiviert wird, anderenfalls hydrolysiert es das Esterprodukt. Zu geeigneten Maßnahmen, mit denen dies erreicht werden kann, gehört, daß man die Reaktionstemperatur über dem Siedepunkt des Wassers bei dem angewendeten Druck hält und dann die gebildeten Wasserdampf e durch Kondensation oder mit einem inerten Abstreifgas entfernt. Die Reaktionsmischung kannn geeigneterweise zwischen etwa 180 und 35O°C, vorzugsweise zwischen etwa 200 und 3000C gehalten werden. Läßt man die Temperatur zu hoch steigen, d.h. wesentlich über etwa 3250C, so kann Zersetzung stattfinden. Eine zu niedrige Temperatur jedoch führt zu einer unerwünscht langsamen Umsetzung.It is also necessary that the water formed during the esterification be removed or deactivated, otherwise it will hydrolyze the ester product. Suitable measures by which this can be achieved include maintaining the reaction temperature above the boiling point of the water at the pressure used and then removing the water vapors formed by condensation or with an inert stripping gas. The reaction mixture kannn suitably between about 180 and 35O ° C, preferably between about 200 and 300 0 C. If the temperature is allowed to rise too high, ie significantly above about 325 ° C., decomposition can take place. Too low a temperature, however, leads to an undesirably slow conversion.
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Sauerstoff und Luft oder andere oxydierende Mittel müssen rigoros von der Reaktion ausgeschlossen werden, da Oxydationsmittel weitgehend zur Verfärbung der Produkte beitragen.· Must have oxygen and air or other oxidizing agents rigorously excluded from the reaction as oxidizing agents largely contribute to the discoloration of the products.
Der Reaktionsdi-uck ist nur zur Steuerung des Siedepunkts in der Reaktionsmischung von Bedeutung. Jeder Druck, der die Entfernung von Wasser bei einer Temperatur innerhalb des oben angegebenen Bereiches gestattet, i3t geeignet, ein Druck von etwa 0,3 bis 2 Atmosphären ist bevorzugt.The reaction pressure is only to control the boiling point important in the reaction mixture. Any pressure that allows the removal of water at a temperature within the above specified range is allowed, i3t suitable, a pressure of about 0.3 to 2 atmospheres is preferred.
Eine Reaktionszeit von etwa 0,5 bis 24 Stunden ist brauchbar, während im allgemeinen etwa 1,5 bis 5 Stunden bevorzugt sind. ^ Bei höherer Temperatur können kürzere Kontaktzeiten angewendet werden.A reaction time of about 0.5 to 24 hours is useful, while about 1.5 to 5 hours are generally preferred. ^ Shorter contact times can be used at higher temperatures.
Gewünschtenfalls kann die Umsetzung in Lösung in einem inerrten Lösungsmittel durchgeführt werden. Bevorzugte Lösungsmittel sind solche, die leicht von H2O abgetrennt werden können. Beispiele dafür sind Dimethanο-naphthalin, Biphenyl, sauer gebleichte Petroleumdestillate, Docosan und Tetraäthylbenzole,If desired, the reaction can be carried out in solution in an inert solvent. Preferred solvents are those which can be easily separated from H 2 O. Examples are dimethano-naphthalene, biphenyl, acid bleached petroleum distillates, docosane and tetraethylbenzenes,
Das Verfahren kann je nach Wunsch kontinuierlich oder ansatzweise "betrieben werden. Die Reaktionsteilnehmer können unterhalb Reaktionstemperatur in beliebiger Reihenfolge oder Weise tk . -vereinigt werden. Bei Reaktionstemperatur sollten sie"alle zusammen auf einmal vereinigt werden oder der Alkohol wird anteilsweise zugegeben.The process can, as desired, continuously or "be operated. The reactants can tk below reaction temperature in any order or fashion. Be -Seamlessly. At reaction temperature, they should" begin to all be united together at one time or the alcohol is added incrementally.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie jedoch einzuschränken.The following examples are intended to illustrate the invention without, however, restricting it.
In einen 500 ml Dreihals-Glasreaktor füllt man Benzoesäure und einen Alkohol. Der Reaktorinhalt wird kontinuierlich mitBenzoic acid is filled into a 500 ml three-necked glass reactor and an alcohol. The reactor content is continuously with
- 4 109808/2262 - 4 109808/2262
Ν« gespült und das gebildete Wasser wird überkopf ü"ber eine kurze Destillationskolonne entfernt.Ν «rinsed and the water formed is overhead over a short distillation column removed.
Man erhitzt die Reaktionsteilnehmer während der angegebenen Zeit auf die angegebene Temperatur. Die Reaktionsmischung wird analysiert und die APHA- !Earbe bestimmt (APIIA Color # l). Dann wird der Säureüberschuß mit verdünnter Natriumhydroxydlösung (caustic) extrahiert und die APHA-IFarbe des Esters eineut bestimmt (APiIA Color $ 2).The reactants are heated to the stated temperature for the stated time. The reaction mixture is analyzed and the APHA earbe determined (APIIA Color # 1). Then the excess acid is extracted with dilute sodium hydroxide solution (caustic) and the APHA-I color of the ester is determined (APiIA Color $ 2).
Die Ergebnisse sind in (Tabelle I zusammengefaßt.The results are summarized in (Table I.
— 5 "" 109808/2262 - 5 "" 109808/2262
a T) θ 11 ea T) θ 11 e
suchVer
search
hältnis *MolTer-
ratio *
O0 O 0
{StdnJTime
{StdnJ
Bster$ Yield
Best
Color ff 1APHA
Color ff 1
Color ff 2APHA
Color ff 2
coO
co
äthanol2-phanoxy
ethanol
808/2262- 6 -
808/2262
1,741.23
1.74
alkohol
Dipropylen-
* glykolBenzyl
alcohol
Dipropylene
* glycol
230-260232
230-260
9597
95
N.A.***30th
N / A***
* Mols £ensolsäure/-OH Iquiralent* Molsensolic acid / -OH Iquiralent
** keine ITgT-Spulung, Og nicht ausgeschlossen** no ITgT rinsing, Og not excluded
*** nicht erhalten*** not received
oo ■-ο rooo ■ -ο ro
Beispiel 2Example 2
Eine kleine Minivereuchsanlage wurde gebaut und kontinuierlich betrieben, um zu zeigen, daß das erfindungßgemäße Verfahren kontinuierlich durchgeführt werden kann. A small mini-experimental facility was built and continued operated to show that the inventive method can be carried out continuously.
0,41 bis 0,73 kg/Std. Benzoesäure und 0,18 bis 0,27 kg/Std. Dipropylenglykol wurden in zwei beheizte, kontinuierlich gerührte in Reihe geschaltete Reaktoren eingespeist, wobei jeder Reaktor eine kleine Oestillationskolonne für die Übertopf entfernung von Wasser besaß.0.41 to 0.73 kg / hour Benzoic acid and 0.18 to 0.27 kg / hour. Dipropylene glycol were fed into two heated, continuously stirred reactors connected in series, each Reactor a small distillation column for the planter removal of water possessed.
Die überschüssigen Reaktionsteilnehmer wurden durch Vakuumschnell verdampfung entfernt und man benutzte einen Natriumhydroxyd-Skiubber, um alle Säurespuren aus dem Produkt zu entfernen. Das Produkt wurde abschließend mit Wasser gewaschen. The excess reactants were removed by vacuum evaporation removed and a sodium hydroxide skiubber was used, to remove all traces of acid from the product remove. The product was then washed with water.
Die Produktausbeute lag zwischen 94 und 95 1> mit einer Durchschnitts-APHA-Faibe von ungefähr 40.The product yield was 94 to 95 1> with an average APHA Faibe of about 40th
- 7 -109808/2262- 7 -109808/2262
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