DE2062522A1 - - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
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Description
Patentanwälte 8 München 2, BrauhauMtraße 4/IHPatent attorneys 8 Munich 2, BrauhauMtraße 4 / IH
SC 5647/5787SC 5647/5787
RHONE-POULENC S.A., Paris/FrankreichRHONE-POULENC S.A., Paris / France
Verfahren zur Herstellung von Aldehyden durch Oxydation vonProcess for the preparation of aldehydes by the oxidation of
chlormethylierten Derivatenchloromethylated derivatives
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aldehyden durch Oxydation von chemischen Verbindungen, die rthlormethylierte Gruppen aufweisen, in der Dampfphase.The present invention relates to a process for the preparation of aldehydes by oxidation of chemical compounds which Have rthlormethylated groups in the vapor phase.
Es ist bereits bekannt, gewisse Verbindungen mit chlormethylierten Gruppen in Verbindungen mit Aldehydgruppen durch Oxydation der Chlormethylgruppe überzuführen. So haben beispielsweise P. Shorigin und I. Kizberg (Chemical Abstract 25, 56808) Benzaldehyd aus Chlormethylbenzol durch Oxydation mit Luft über einem Katalysator auf Vanadium-Basis hergestellt, wobei diese Reaktion bei einer Temperatur zwischen 400 und 480 0C durchgeführt wurde. Ausserdem. ist es bekannt, dass man bei solchen Temperaturen auch eine an einem äthylenischen Kohlenstoffatom gebundene Methylgruppe oxydieren kann (beispielsweise Propylen, das zu Acrolein führt, französische Patentschrift 1 580 882) oder eine direkt an einen aromatischen Ring gebundene Alkylgruppe (beispielsweise Toluol oder Isopropylbenzol, amerikanisch« Patentschrift 5 260 751).It is already known that certain compounds with chloromethyl groups can be converted into compounds with aldehyde groups by oxidation of the chloromethyl group. For example, P. Shorigin and I. Kizberg (Chemical Abstract 25, 5680 8) benzaldehyde from chloromethyl benzene by oxidation with air over a catalyst based on vanadium have produced, this reaction was carried out at a temperature of 400-480 0 C. Besides that. it is known that at such temperatures one can also oxidize a methyl group bonded to an ethylenic carbon atom (for example propylene, which leads to acrolein, French patent specification 1 580 882) or an alkyl group bonded directly to an aromatic ring (for example toluene or isopropylbenzene, American «Patent 5,260,751 ).
Die Oxydation einer Verbindung, die in ihrem Molekül chlormethylierte Gruppen sowie andere oxydierbare Gruppen, beispiels weise eine Mfthylgruppe, trägt, führt im allgemeinen zu einem Gemiech von Verbindungen, das sioh aus der teilweisen oder voll- The oxidation of a compound which has chloromethylated groups and other oxidizable groups in its molecule, for example a methyl group, generally leads to a mixture of compounds that consists of the partial or full
109128 Π 54«109128 Π 54 «
ständigen Oxydation der Chlormethylgruppen und/oder Methyl- * gruppen ergibt.constant oxidation of the chloromethyl groups and / or methyl * groups results.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aldehyden der allgemeinen Formel YCHOi in der das Symbol Y einen Rest aus der Gruppe der Alkylphenylreste und der Alkenylreste der allgemeinen FormelThe present invention relates to a process for the preparation of aldehydes of the general formula YCHOi in which the Symbol Y is a radical from the group consisting of the alkylphenyl radicals and the alkenyl radicals of the general formula
C = C -C = C -
bedeutet, in der die Symbole Rm, Rp und R, Wasserstoffatome ™ . oder Alkylreste darstellen, wobei zumindest eines dieser Symbole einen Methylrest darstellt, durch Behandlung einer Verbindung der Formel YGHgCl in der Dampfphase mit Sauerstoff, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man in Anwesenheit vo1* Derivaten von Element ender Gruppen IB, HIA, IHB, IVA, IVB, VA, VB und VIB des Periodensystems der Elemente (wie es im Bulletin de la Soeiete Chimique de France, Januar 1966, ange-" geben ist) oder Eisen arbeitet.means in which the symbols Rm, Rp and R, hydrogen atoms ™. or represent alkyl radicals, where at least one of these symbols represents a methyl radical, by treating a compound of the formula YGHgCl in the vapor phase with oxygen, which is characterized in that in the presence of vo1 * derivatives of element ender groups IB, HIA, IHB, IVA, IVB, VA, VB and VIB of the Periodic Table of the Elements (as stated in the Bulletin de la Soeiete Chimique de France, January 1966) or iron works.
Dieses Verfahren ermöglicht, in den Molekülen YCHpCl die Chlormethylreste zu Resten -CHO zu oxydieren, wobei die Bestandteile des Rests Y praktisch unverändert bleiben.This process enables the To oxidize chloromethyl residues to residues -CHO, the constituents of the remainder Y remain practically unchanged.
In den chlorraethylierten Produkten der Formel YCHpCl können die verschiedenen, geradkettigen oder verzweigten Alkylreste 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweisen· Ausserdem können die Alkylphenylreste einen, zwei oder mehrere Alkylreste haben.In the chloroethylated products of the formula YCHpCl can the various straight-chain or branched alkyl radicals 1 to 6 carbon atoms · In addition, the alkylphenyl radicals have one, two or more alkyl radicals.
Als. Beispiele kann man unter den Verbindungen der Formel YCHgGIi die^ folgendien nennen : Methallylchlorid, 4-Chlorbuten-(2)=, 2-Methy;l-4-chlorbuten-(2), 3-Methyl-4-chlorbuten-(2), ^Μβ^Ι-^-.οΙιΙαΡρθ»*«!- (3), ^-Methyl-S-äthyl-e-chlorhexen- (4 ), Q~t w* und ρ-ΟΙιΙοΓωβί^ΙΙϊοΙϊίοΙίί m- und p-Chlomethylcumol,As. Examples of the compounds of the formula YCHgGIi include the following: Methallyl chloride, 4-chlorobutene- (2) =, 2-methy; 1-4-chlorobutene- (2), 3-methyl-4-chlorobutene- (2) , ^ Μβ ^ Ι - ^ -. ΟΙιΙαΡρθ »*«! - (3), ^ -Methyl-S-ethyl-e-chlorhexen- (4), Q ~ t w * and ρ-ΟΙιΙοΓωβί ^ ΙΙϊοΙϊίοΙίί m- and p -Chlomethylcumene,
^ 2-Methyl-4-butylchlorIaethyl-·^ 2-methyl-4-butylchlorIaethyl- ·
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Die bei dem erfindungsgemässen Verfahren verwendeten Metalloder Metalloidderivate, die zur Katalyse der gewünschten Reaktion dienen, können freie Metalle, die gegebenenfalls aktiviert* sind, Metalloxyde oder Metalloidoxyde oder Gemische dieser Oxyde, in denen ein Teil der verschiedenen Oxyde in Form von Salzen von anorganischen Säuren oder Heteropolysäuren kombiniert sein können, sein. Wenn man Metalloxyde verwendet, kann man diese unter, denjenigen von Kupfer, Eisen, Zinn, Blei, Titan, Zirkonium, Vanadium oder Kalium wählen. Unter den Metalloidoxyden kann man diejenigen von Bor, Phosphor, Silicium und Germanium nennen. Unter den Kombinationen von Oxyden kann man beispielsweise die Blei- oder Thalliumstannate und -zirkonate nennen. Die Oxyde können auf einem inerten Träger oder auf einem Träger, mit welchem sie teilweise in Form von Salzen von anorganischen Säuren kombiniert sein können, aufgebracht sein. Diese Derivate sind beispielsweise in den allgemeinen Artikeln bezüglich der Ammono xydai,ionsreaktion Russian Chemical Reviews 34. (9) 657 (1965)? Chemische Technik 20 (10) 600-609 (1963J7 beschrieben.The metal or metalloid derivatives used in the process according to the invention, which serve to catalyze the desired reaction, can be free metals, which are optionally activated *, metal oxides or metalloid oxides or mixtures of these oxides in which some of the various oxides are in the form of salts of inorganic acids or Heteropolyacids can be combined. If metal oxides are used, these can be chosen from those of copper, iron, tin, lead, titanium, zirconium, vanadium or potassium. Among the metalloid oxides one can mention those of boron, phosphorus, silicon and germanium. Among the combinations of oxides, for example, lead or thallium stannates and zirconates can be mentioned. The oxides can be applied to an inert carrier or to a carrier with which they can be combined in part in the form of salts of inorganic acids. These derivatives are, for example, in the general articles relating to the ammonia xydai, ion reaction Russian Chemical Reviews 34. (9) 6 57 (1965)? Chemische Technik 20 (10) 600-609 (1963J7).
Die Arbeitsweise zur Herstellung dieser Derivate ist in den französischen Patentschriften 1 161 138, 1 171 975, 1 333 040, 1 365 889, sowie in der britischen Patentschrift 904 602 angegeben. The procedure for preparing these derivatives is described in French patents 1,161,138, 1,171,975, 1,333,040, 1,365,889, as well as in British Patent Specification 904,602.
Eine praktische Durchführungsform der Erfindung besteht darin, das Gemisch von Reaktionsverbindungen in gasförmigem Zustand über den Katalysator im Pestbett, der bei einer Temperatur von 300 bis 600 0C, vorzugsweise bei 350 bis 450 0C, gehalten wird, zu leiten. Das Gasgemisch wird auf eine Temperatur von 100 bis 150 0C vorerhitzt, bevor es den Katalysator erreicht.A practical implementation of the invention is to pass the mixture of the reaction compounds in the gaseous state over the catalyst in Pestbett, which is preferably maintained at 350 to 450 0 C at a temperature of 300 to 600 0 C,. The gas mixture is preheated to a temperature of 100 to 150 0 C, before it reaches the catalyst.
Theoretisch sollte die Zusammensetzung des Gemische 0,5 Moleküle Sauerstoff je zu oxydierende Chlormethylgruppe betragen. In der Praxis verwendet man einen überschuss an Sauerstoff, der bis zu mehralsder zehnfachen theoretischen Menge betragen kann. Aus Gründen der Selbstent|lammiingsjiiöglichkeiten solcher Gemische wird der Sauerstoff mit einem Inertgas verdünnt, !fen kann bei~Theoretically, the composition of the mixture should be 0.5 molecules of oxygen per chloromethyl group to be oxidized. In the Practice uses an excess of oxygen that is up to can be more than ten times the theoretical amount. the end Reasons for the self-elimination of such mixtures if the oxygen is diluted with an inert gas,!
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sp'ielsweise Wasserdampf oder Stickstoff als Verdünnungsmittel : For example, steam or nitrogen as a diluent :
verwenden. Es ist dies der Grund,' warum die Oxydation mit Luft sich als besonders vorteilhaft erweist. In diesem letzteren . .-. Falle kann man in Anwesenheit eines Überschusses an Luft,, .der _ das 12- bis 15-fache der erforderlichen theoretischen Luftmenge. betragen kann, arbeiten. Allgemein stellt man den Durchsatz so ein,, dass die Kontaktzeit mit dem Katalysator 0,5 bis 8 Sekunden und vorzugsweise 1 bis 3 Sekunden beträgt. Die die Apparatur verlassenden Produkte werden dann sehr rasch abgekühlt, um Nebenreaktionen zu vermeiden. Die Aldehydverbindungen können nach jeder beliebigen üblichen Methode, beispielsweise durch fraktionierte Destillation oder durch Entfernung des Aldehyds in Form seiner Bisulfitverbindung, isoliert werden. ,use. This is the reason why the air is oxidized proves to be particularly advantageous. In this latter. .-. One can trap in the presence of an excess of air ,, .the _ 12 to 15 times the required theoretical air volume. can amount to work. In general, the throughput is adjusted so that the contact time with the catalyst is 0.5 to 8 seconds and is preferably 1 to 3 seconds. The products leaving the apparatus are then cooled very quickly to avoid side reactions to avoid. The aldehyde compounds can by any conventional method, for example by fractionated Distillation or by removing the aldehyde in the form its bisulfite compound. ,
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. The following examples serve to further illustrate the invention.
In ein rohrförmiges Reaktionsgefäss mit einem InnendurchmesserIn a tubular reaction vessel with an inner diameter
3
von 1 cm bringt man 10 cm eines Katalysators ein, der nach der
in der französischen Patentschrift 1 161 138 beschriebenen Arbeitsweise
durch Imprägnieren von Aluminiumoxyd mit einer spezifischen Oberfläche unterhalb 5 m /g mit einer Vanadyloxalatlösung
mit einer solchen Konzentration hergestellt wurde, dass nach Trocknen und Galoinieren der Prozentsatz an abgeschiedenem
Vanadinoxyd 5 % erreicht. Man leitet auf das auf 400 0C erhitzte
katalytische Bett in einer Menge von 3,6 Liter je Stunde ein
Gemisch von Luft, o-Chlormethyltoluol und Wasserdampf (Volumenverhältnis,
gemessen unter Normal-Druck-Temperatur-Bedingungen:
78 : 1 :1). Die Abströme werden durch Leiten in eine Falle,
die 200 cm5 auf -20 0C abgekühltes Chloroform enthält, gewonnen.
Nach zehnstündiger Reaktion wird die Chloroformlösung chromatographisch analysiert. Die Analyse zeigt, dass kein o-Chlormethyltoluol
zurückgeblieben ist und dass die Ausbeute an o-Methylbenzaldehyd
70 £-beträgt. Durch Destillation entfernt man zunächst
das Chloroform und erhält dann Hg reinen Aldehyd» 3
of 1 cm is brought in 10 cm of a catalyst which was prepared according to the procedure described in French Patent 1,161,138 by impregnating aluminum oxide with a specific surface area below 5 m / g with a vanadyl oxalate solution with a concentration such that after drying and Galinating the percentage of vanadium oxide deposited reaches 5%. A mixture of air, o-chloromethyltoluene and steam (volume ratio, measured under normal-pressure-temperature conditions: 78: 1: 1) is passed onto the catalytic bed heated to 400 ° C. in an amount of 3.6 liters per hour. . The effluents are recovered by passing in a trap containing 200 cm 5 cooled to -20 0 C chloroform. After ten hours of reaction, the chloroform solution is analyzed by chromatography. The analysis shows that no o-chloromethyltoluene remained and that the yield of o-methylbenzaldehyde is £ 70. First the chloroform is removed by distillation and Hg pure aldehyde is then obtained »
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Man führt dieses Beispiel nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise mit dem gleichen Katalysator unter Ersatz des o-Chlormethyltoluols durch das entsprechende m-Derivat durch. Die Temperatur beträgt 425 0C. Man stellt unter Verwendung des gleichen Durchsatzes und der gleichen Molverhältnisse fest, dass der Umwandlungsgrad des m-Chlormethyltoluols 98 $ beträgt, während die Ausbeute 79 i° beträgt.This example is carried out according to the procedure described in Example 1 with the same catalyst, replacing the o-chloromethyltoluene with the corresponding m-derivative. The temperature is 425 0 C. It is using the same throughput, and the same molar ratios found that the degree of conversion is the m-Chlormethyltoluols $ 98, while the yield is 79 ° i.
Dieser Versuch wird wie derjenige von Beispiel 2 durchgeführt, wobei die einzige Abänderung darin besteht, dass man das m-Chlormethyltoluol durch p-Chlormethyltoluol ersetzt.This experiment is carried out like that of Example 2, the only change being that the m-chloromethyltoluene is replaced by p-chloromethyltoluene.
Man stellt fest, dass der Umwandlungsgrad 94 $ und die Ausbeute an p-Methylbenzaldehyd, bezogen auf die Reagentien, 56 $ be-r trägt."It is found that the degree of conversion is 94 $ and the yield of p-methylbenzaldehyde, based on the reagents, is 56 $ . "
Man ersetzt das m-Chlormethyltolubl von Beispiel 2 durch p-Isopropylchlormethylbenzol. Die anderen Parameter sind identisch. Man stellt fest, dass der Umwandlungsgrad des p-Isopropylchlormethylbenzols 93 $ beträgt, während die Ausbeute, bezogen auf die Reagentien, 78 $ beträgt. Der gleiche Versuch wird bei 375 0C durchgeführt. Man stellt dann fest, dass der Umwandlungsgrad nur 41 # beträgt, während die Ausbeute 30 $> beträgt. The m-chloromethyltolubl from Example 2 is replaced by p-isopropylchloromethylbenzene. The other parameters are identical. It is found that the degree of conversion of the p-isopropylchloromethylbenzene is $ 93, while the yield based on the reagents is $ 78. The same experiment is carried out at 375 0 C. It is then found that the degree of conversion is only 41 #, while the yield is $ 30>.
•5• 5
Man bringt in ein 0,5 cm -Reaktionsgefäss 500 mg des Katalysators des vorhergehenden Beispiels ein und führt in das auf 4000C erhitzte Katalysatorbett einen Gasstrom mit 0,9 Liter je Stunde (Normal-Druck-Temperatur) ein, der aus 1 Teil Methallylchlorid und 9 Teilen Luft besteht. Die Reaktionsabströme werden durch Gasphasenchromatographie analysiert. Man stellt eine vollständige Umwandlung des Methallylchlorids und eine Umwandlung in Methacrolein von 78 $» fest.500 mg of the catalyst of the preceding example are introduced into a 0.5 cm reaction vessel and a gas stream of 0.9 liters per hour (normal pressure temperature) consisting of 1 part is introduced into the catalyst bed heated to 400 ° C. Methallyl chloride and 9 parts of air . The reaction effluents are analyzed by gas phase chromatography. One finds a complete conversion of Methallylchlorids and conversion to methacrolein of 78 $. "
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Man ersetzt den Katalysator von Beispiel 5 durch 500 mg eines Katalysators auf der Basis von Eisen- und Antimonoxyd, der nach der in der französischen Patentschrift 1 333 040 beschriebenen Arbeitsweise hergestellt ist. Die anderen Reaktionsparameter bleiben identisch. Man stellt durch Chromatographie fest, dass der Umwand lungs grad 89 f» und die Ausbeute, bezogen auf die Reagentien, 57 $ beträgt.The catalyst of Example 5 is replaced by 500 mg of a catalyst based on iron and antimony oxide, which is prepared according to the procedure described in French Patent 1,333,040. The other reaction parameters remain the same. It is observed by chromatography in that the degree Encrypt lungs 89 f "and the yield based on the reagents, $ 57 is.
Man ersetzt den Katalysator von Beispiel 5 durch 500 mg eines Katalysators auf der Basis von Zinnoxyd und Antimonoxyd, der nach der in der britischen Patentschrift 864 666 beschriebenen Arbeitsweise hergestellt ist, wobei die anderen Reaktionsparameter identisch bleiben. Man stellt durch Chromatographie fest, dass der Umwandlungsgrad 95 f° und die Ausbeute, bezogen auf die Reagentien, 50 $> beträgt.The catalyst of Example 5 is replaced by 500 mg of a catalyst based on tin oxide and antimony oxide, which is prepared according to the procedure described in British patent specification 864 666, the other reaction parameters remaining identical. It is found by chromatography that the degree of conversion is 95 ° and the yield, based on the reagents, is 50 % .
Man ersetzt den Katalysator von Beispiel 5 durch 500 mg eines Katalysators auf der Basis von Kupferoxyd und Kieselsäure, der nach der in der britischen Patentschrift 674 860 beschriebenen Arbeitsweise hergestellt ist. Die chromatographische Analyse zeigt, dass der Umwandlungsgrad des Methallylchlorids quantitativ ist und die Ausbeute 59 i° beträgt.The catalyst of Example 5 is replaced by 500 mg of a catalyst based on copper oxide and silica, which is prepared according to the procedure described in British Patent 674,860. The chromatographic analysis shows that the degree of conversion of the methallyl chloride is quantitative and the yield is 59 ° .
109826/1948.109826/1948.
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