DE2111193B2 - Katalysatoren auf der Basis saure aktivierter Tonerden und ihre Ver wendung zur Alkylierung von aromatischen Ammen und Hydroxyverbindungen - Google Patents
Katalysatoren auf der Basis saure aktivierter Tonerden und ihre Ver wendung zur Alkylierung von aromatischen Ammen und HydroxyverbindungenInfo
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Description
Kontakt als auch die Lösung tiefdunkelfärbende Ver- befreit wird, da diese später die Bildung von Neben-
unreinigungen, die häufig nur sehr schwer zu beseiti- produkten verursachen.
gen sind. Die erfindungsgemäßen Katalysatoren liefern Geeignete Säuren sind z. B. Essigsäure, Propion-
sehr helle Reaktionsgemische und vereinfachen damit säure, Borsäure und Dinatriumhydrogenphosphat,
erheblich Aufarbeitung und Reinigung der Reaktions- S femer Pufferlösung solcher Säuren mit ihren Salzen,
produkte. z. B. Essigsäure-Ammoniumacetat und Borsäure-
Infolge der erhöhten Selektivität der erfindungs- Natriumborat.
gemäßen Katalysatoren steht für manche Alkylierun- 2. Handelsübliche säureaktivierte Tonerden enthalgen
ein breiterer, vor allem nach oben hin erweiterter ten nach titrimetrischer Analyse durchweg stark
Temperaturbereich zur Verfügung, so daß man bei- io acide und schwach acide Zentren. Durch gezielte
spielsweise, ohne Nebenreaktionen befürchten zu Beseitigung der stark aciden Zentren erhält man
müssen, eine bei höheren Temperaturen sich einstel- ebenfalls Tonerden mit ausschließlich schwach sauren
lende günstige Verteilung von o-, p-Isomeren in kurzer Gruppen. Dies kann nach mehreren Methoden erZeit
herbeiführen kann. folgen:
Die Katalysatoren der Erfindung besitzen pke- 15 a) Durch Neutralisation der analytisch im kon-Werte
>5. Diese Werte werden durch pH Messung kreten Fall zu bestimmenden stark sauren Gruppen
und potentiometrische Titration in wäßriger Suspen- mit stark basischen Verbindungen, vor allem mit
sion mit 0,1 η-Natronlauge ermittelt (vgl. H ο u b e n- Alkali- und Erdalkalimetllahydroxiden, wie NaOH,
W e y 1, Bd. 3/2, S. 44, Tab. 6 [1955]). Die neuen KOH, LiOH, Ba(OH)2 und Ca(HO)2 oder mit Na-Kontakte
sind in einem Temperaturintervall von 140 20 triummethylat, Calciumäthylat und Zinkbutylat, vorbis
35O°C, vorzugsweise 160 bis 2800C, verwendbar zugsweise in der entsprechenden Lösung, also bei-
und werden in Mengen von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, spielsv/eise die Hydroxide in wäßriger, die Alkoholate
vorzugsweise 0,2 bis 4 Gewichtsprozent, bezogen auf in alkoholischer Lösung. Die Neutralisation wird
das Gewicht der jeweils zu alkylierenden Verbindun- zweckmäßig bei Raumtemperatur durch Zugabe der
gen, eingesetzt. Diese Katalysatormenge ist geringer, 25 berechneten Menge an Base zu einer gerührten Suspenals
sie in der Literatur für Alkylierungen angegeben sion d».r Tonerde unter Kontrolle des Basenverbrauwird
(deutsche Auslegeschrift 1 290 144). Die Kataly- ches mit Hilfe von geeigneten Indikatoren oder Potensatoren
können mehrmals wiederverwendet werden. tialmessungen durchgeführt. Bei Verwendung wäßri-Die
mit den erfindungsgemäßen Katalysatoren durch- ger Lösungen ist eine besondere Reinigung des Konführbaren
Alkylierungen können mit oder ohne zu- 30 taktes nicht erforderlich. Alkohole sollten jedoch
sätzliche Lösungsmittel, drucklos, unter Druck oder möglichst vollständig entfernt werden,
unter vermindertem Druck, diskontinuierlich oder b) Durch Neutralisation gemäß 2 a), aber mit kontinuierlich durchgeführt werden. schwach basischen Metallsalzen, vor allem Alkali-Ais Ausgangsprodukte für die Alkylierung unter und Erdalkalimetall-Salzen von schwachen Säuren, Verwendung der erfindungsgemäßen Katalysatoren 35 z. B. mit Natriumcyanid, Kaliumacetat, Calciumsind aromatische Amine, wie beispielsweise Anilin, formiat, Zinkacetat, Natriumstearat, Natriumbenzoat N-Methylanilin, o-, m-, p-Toluidin, o-Isopropylanilin, und Natriumborat. Die Behandlung wird gemäß 2a) o-Chloranilin, o-Aminophenol, Anthranilsäure und durchgeführt. Es kann auch ein Überschuß an diesen deren Ester, ο,ο'-Dimethylanilin, o-Phenylendiamin Verbindungen verwendet werden, der jedoch nach der und Diphenylamin, aromatische Hydroxyverbindun- 40 Behandlung sorgfältig ausgewaschen werden muß.
gen, wie beispielsweise Phenol, o-, m-, p-Kresol, c) Durch völligen Austausch der stark sauren o-Isopropylphenol, o-Chlorphenol, tert.Butylphenol, Gruppen mit neutralen Salzlösungen nach dem Ionen-2,6-Dimethylphenol und o-Phenylphenol geeignet; als austauschprinzip. Dazu verwendet man vorzugsweise Alkylierungsmittel sind aliphatische und araliphati- Salze starker Säuren mit starken Basen in großem sehe Alkohole sowie die diesen entsprechenden Öle- 45 Überschuß in wäßriger Lösung bei Raum- oder erfine, wie beispielsweise tert.-Butanol, Isobutylen, Di- höhter Temperatur. Geeignet sind beispielsweise NaCl, isobutylen, Isononylen, Benzylalkohol, α-Methyl- KCl, Na2SO4, NaNO3. Damit völliger Austausch einbenzylalkohol, Styrol, p-Chlorstyrol, <%-Methylstyrol, tritt, ist eine Mindestverweilzeit der Tonerde in der α,α'-Dimethyl-benzylalkohol, «,«'-Dihydroxy-m- und Salzlösung erforderlich. Sie beträgt meist mehrere p-diisopropylbenzol, m- und p-Diisopropenylbenzol, 5° Stunden bis zu einem Tag und wird jeweils durch Vor-Isopropenylphenol, a-Hydroxy-p-aminocumol, Iso- versuche bestimmt. Nach der Behandlung werden die propenylanilin und analoge Verbindungen geeignet. Kontakte salzfrei gewaschen.
unter vermindertem Druck, diskontinuierlich oder b) Durch Neutralisation gemäß 2 a), aber mit kontinuierlich durchgeführt werden. schwach basischen Metallsalzen, vor allem Alkali-Ais Ausgangsprodukte für die Alkylierung unter und Erdalkalimetall-Salzen von schwachen Säuren, Verwendung der erfindungsgemäßen Katalysatoren 35 z. B. mit Natriumcyanid, Kaliumacetat, Calciumsind aromatische Amine, wie beispielsweise Anilin, formiat, Zinkacetat, Natriumstearat, Natriumbenzoat N-Methylanilin, o-, m-, p-Toluidin, o-Isopropylanilin, und Natriumborat. Die Behandlung wird gemäß 2a) o-Chloranilin, o-Aminophenol, Anthranilsäure und durchgeführt. Es kann auch ein Überschuß an diesen deren Ester, ο,ο'-Dimethylanilin, o-Phenylendiamin Verbindungen verwendet werden, der jedoch nach der und Diphenylamin, aromatische Hydroxyverbindun- 40 Behandlung sorgfältig ausgewaschen werden muß.
gen, wie beispielsweise Phenol, o-, m-, p-Kresol, c) Durch völligen Austausch der stark sauren o-Isopropylphenol, o-Chlorphenol, tert.Butylphenol, Gruppen mit neutralen Salzlösungen nach dem Ionen-2,6-Dimethylphenol und o-Phenylphenol geeignet; als austauschprinzip. Dazu verwendet man vorzugsweise Alkylierungsmittel sind aliphatische und araliphati- Salze starker Säuren mit starken Basen in großem sehe Alkohole sowie die diesen entsprechenden Öle- 45 Überschuß in wäßriger Lösung bei Raum- oder erfine, wie beispielsweise tert.-Butanol, Isobutylen, Di- höhter Temperatur. Geeignet sind beispielsweise NaCl, isobutylen, Isononylen, Benzylalkohol, α-Methyl- KCl, Na2SO4, NaNO3. Damit völliger Austausch einbenzylalkohol, Styrol, p-Chlorstyrol, <%-Methylstyrol, tritt, ist eine Mindestverweilzeit der Tonerde in der α,α'-Dimethyl-benzylalkohol, «,«'-Dihydroxy-m- und Salzlösung erforderlich. Sie beträgt meist mehrere p-diisopropylbenzol, m- und p-Diisopropenylbenzol, 5° Stunden bis zu einem Tag und wird jeweils durch Vor-Isopropenylphenol, a-Hydroxy-p-aminocumol, Iso- versuche bestimmt. Nach der Behandlung werden die propenylanilin und analoge Verbindungen geeignet. Kontakte salzfrei gewaschen.
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren können nach d) Durch Binden der stark sauren Zentren an
verschiedenen Verfahren hergestellt werden: organischen Basen, vor allem Stickstoff basen, die einen
1. Natürliche, neutrale und inaktive Schichtsilikate, 55 pk&-Wert
<7 aufweisen.
wie beispielsweise Montmorillonite, Bentonite, Fuller- Dies geschieht durch Behandlung der Tonerde mit
erden, können durch Behandlung mit schwachen einer geeigneten organischen oder wäßrigen Lösung
Säuren, die die Acidität von Carbonsäuren, etwa der der Base; geeignete Basen sind z. B. Triäthylamin,
Essigsäure haben (der pks-Wert soll >4 sein), bei Benzylamin, Cyclohexylamin, Äthylendiamin, Ätha-Raumtemperatur
oder erhöhter Temperatur in Lö- 60 nolamin, Dimethylaminoäthanol, Imidazo!,
sung oder gegebenenfalls auch ohne Lösungsmittel, Eine separate Imprägnierung der Tonerde ist jedoch zweckmäßig jedoch in Gegenwart von Wasser, in nicht erforderlich, vielmehr können die Stickstoffaktive Tonerden mit schwach aciden Gruppen über- basen auch direkt dem Alkylierungsansatz zugesetzt geführt werden. Die Herstellungsbedingungen sind werden. Es kann auch bis zu einem zehnfachen Übernicht sehr kritisch und ändern sich unter Umständen 65 schuß an Basen eingesetzt werden, ohne daß die Tonin Abhängigkeit von den Ausgangsprodukten. Wichtig erden ihre Katalysatoreigenschaften verlieren,
ist'jedoch, daß der Kontakt nach der Aktivierung e) Durch Tempern der säureaktivierten Tonerden durch Waschen sorgfältig von den letzten Säureresten bei Temperaturen über 7000C. Dabei werden zuerst
sung oder gegebenenfalls auch ohne Lösungsmittel, Eine separate Imprägnierung der Tonerde ist jedoch zweckmäßig jedoch in Gegenwart von Wasser, in nicht erforderlich, vielmehr können die Stickstoffaktive Tonerden mit schwach aciden Gruppen über- basen auch direkt dem Alkylierungsansatz zugesetzt geführt werden. Die Herstellungsbedingungen sind werden. Es kann auch bis zu einem zehnfachen Übernicht sehr kritisch und ändern sich unter Umständen 65 schuß an Basen eingesetzt werden, ohne daß die Tonin Abhängigkeit von den Ausgangsprodukten. Wichtig erden ihre Katalysatoreigenschaften verlieren,
ist'jedoch, daß der Kontakt nach der Aktivierung e) Durch Tempern der säureaktivierten Tonerden durch Waschen sorgfältig von den letzten Säureresten bei Temperaturen über 7000C. Dabei werden zuerst
die stark sauren Gruppen beseitigt, so daß nach entsprechender
Reaktionszeit, die meist mehrere Stunden beträgt und im Einzelfall durch Vorversuche ermittelt
werden muß, die Tonerden nur noch schwach acide Gruppen enthalten.
In den folgenden Beispielen werden die Gewinnung der erfindungsgemäßen Katalysatoren und deren Vorteile,
verglichen mit handelsüblichen Katalysatoren, demonstriert.
I. Herstellung von Tonerdekatalysatoren mit
nur schwach sauren Zentren
nur schwach sauren Zentren
1. 10 g einer handelsüblichen säureaktivierten Bleicherde aus einem Roh-Bentonit aus der Gegend
von Moosburg/Oberbayern, die einen pks-"Wert von
2,6 hatte, werden in 50 ml H2O aufgeschlämmt, mit
7 g Dimethylaminoäthanol versetzt und 30 Minuten unter Rühren und Sieden gehalten, abgesaugt und
gewaschen. Der Kontakt kann unmittelbar oder erst nach Trocknen eingesetzt werden. Der pk»-Wert
beträgt 11.
2. a) 10 g eines handelsüblichen säureaktivierten Montmorillonits, erhalten aus dem Roh-Bentonit der
Gegend von Moosburg/Oberbayern, der einen pk„-Wert von 1,9 hatte, werden in 10%iger wäßriger
Natriumchloridlösung suspendiert und 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, abgesaugt, mit Wasser
chloridfrei gewaschen und feucht oder nach Trocknen eingesetzt. pk«-Wert = 8.
2. b) Analog wird mit der vorstehend unter 1. genannten Bleicherde verfahren.
3. a) 10 g der oben unter 1. genannten Bleicherde werden in Wasser auf geschlämmt, mit 7 g Dimethylaminoäthanol
versetzt und 30 Minuten unter Rühren und Sieden gehalten, abgesaugt und gewaschen. Der
Kontakt kann unmittelbar oder erst nach Trocknen eingesetzt werden. Der pks-Wert beträgt 12.
3. b) Analog verfährt man mit dem vorstehend unter 2. a) genannten Montmorillonit-Kontakt und
verwendet 18,3 ml 0,1 n-NaOH auf 10 g des Montmorillonit-Kontaktes.
4. 10 g einer handelsüblichen nicht säureaktivierten Bleicherde, die keine sauren Eigenschaften hatte und
katalytisch unwirksam war, wurden mit 30 g 20%iger wäßriger Borsäurelösung 30 Minuten gekocht, abgesaugt,
gründlich nr.it Wasser ausgekocht, gewaschen und feucht oder nach Trocknen eingesetzt. pk«-Wert
-6.
5. Die oben unter 1. beschriebene säureaktivierte Bleicherde wird 24 Stunden bei 750° C geglüht. Der
pks-Wert beträgt dann 7.
II. Anwendung der nur schwach sauren Tonerdekatalysatoren
und deren Vergleich mit konventionellen stark sauren Tonerdekatalysatoren
A. Standardbeispiel für den Katalysatortest
bei der Alkylierung von aromatischen Aminen
bei der Alkylierung von aromatischen Aminen
Ein Gemisch, bestehend aus einem Anilin, z. B. 100 g N-Methylanilin, 3 g Katalysator und eventuell
einem Basenzusatz, wird unter Rühren und Stickstoff am Wasserabscheider unter den Bedingungen der
nachfolgenden Alkylierung erhitzt, die Umalkylierung am Stickstoff wird gaschromatographisch gemessen.
Dann gibt man zu dem Gemisch das Alkylierungsmittel,
z. B. 15 g «,a'-Dihydroxy-p-diisopropylbenzol
und erhitzt nach der meist in kurzer Zeit (15 bis 30 Minuten) erfolgten Wasserabspaltung 2 bis 3 Stunden auf
160 bis 22O0C. Nach Abtrennen des Katalysators
werden dessen Farbe, die Farbzahl des Reaktionsgemisches und gaschromatographisch die Zusammensetzung
des Reaktionsgemisches bestimmt und daraus Ausbeute und Isomerenverteilung der kernalkylierten
Produkte berechnet. Entfällt die vorherige Messung der Umalkylierung, so wird das Alkylierungsmittel
dem Ansatz gleich zu Beginn zugesetzt.
Tabelle 1 zeigt, daß die schwach sauren Katalysatoren im Gegensatz zu den stark sauren Katalysatoren
praktisch nicht zu Verfärbungen führen.
Ansatz: 100 g Anilin (Farbzahl 2) und 15 g α,α'-Dihydroxy-p-diisopropylbenzol.
Katalysator Menge |
Zusatz | Temperatur (0C) |
Zeit (h) |
Farbe des Katalysators |
Farbzahl1) der Beaktions- lösung |
Ausbeute2) der Theorie (%) |
a) 3g") b) 3g3) |
2 g Triäthylamin | 180 bis 190 180 bis 190 |
3 3 |
Dunkelviolett Grau |
tiefdunkel 100 10 |
93 93 |
*) Die angegebenen Farbzahlen sind hier und in allen folgenden Versuchen Jod- bzw. Bichromatfarbzahlen,
2) Das Reaktionsprodukt ist «,a'-Bis-CaminophenyO-p-diisopropylbenzol.
s) Es wurde ein dem vorstehend unter I) 2. a) beschriebenen Montmorillonit-Kontakt entsprechendes Handelsprodukt mit einem
pkj-Wert von 2,0 verwendet.
Gegenüber dem Vergleichsversuch a) zeigt der Versuch b) mit einem erfindungsgemäßen Katalysator den
durch letzteren erzielten Fortschritt.
Die Tabelle 2 demonstriert die erhöhte Selektivität (geringere Ummethylierung) der neuen Katalysatoren
gegenüber den stark sauren Katalysatoren bei praktisch gleichbleibender, an der Ausbeute abzulesender
Aktivität.
Ansatz: 100 g N-Methylanilin und 15 g Λ,α'-Dihydroxy-p-diisopropylbenzol.
Katalysator | Herkunft | Temperatur | Zeit | Ummethylierung | %N,N-Dimethyl- anilin |
0,4 | Ausbeute1) |
Menge | des Katalysators | ("C) | (h) | % Anilin | 3,0 | 0,3 | der Theorie |
a) 3 g | käuflich | 190 | 2 | 3,1 | 0,4 | 80 | |
b)3g | vgl. I) L | 190 | 2 | 0,3 | 0,3 | 86 | |
c) 3 g | vgl. I) 3. a) | 180 | 2 | 0,2 | 0,3 | 77 | |
d) 3 g | vgl. I) 2. a) | 170 | 2 | 0,3 | keine Umsetzung | 83 | |
e)3g | käuflich | 180 | 0 | 0,3 | |||
f) 3 g | vgl. I) 4. | 180 | 0,2 | 90 | |||
g)3g | vgl. I) 5. | 195 | 21I2 | 85 |
Das Reaktionsprodukt ist a,a'-Bis-(N-methylaminophenyl)-p-diisopropylbenzol.
In den Versuchen a) bis d) und g) wurde die unter I. 1. als Ausgangsmaterial beschriebene käufliche Bleicherde
verwendet, gegebenenfalls nach entsprechender, in Spalte »Herkunft« angegebener Behandlung. In den
Versuchen e) und f) wurde die unter I. 4. a\s Ausgangsmaterial beschriebene Bleicherde verwende t, in f) nach
der dort beschriebenen Behandlung. An den Ausbeuten der Versuche der Tabelle 2 läßt sich ablesen, daß der
konventionelle a) und die wie vorstehend unter I. beschrieben hergestellten erfindungsgemäßen Katalysatoren
b) bis d), f), g) eine vergleichbare Aktivität, jedoch unterschiedliche Selektivität besitzen.
Die folgende Tabelle 3 soll zeigen, daß die stark sauren Katalysatoren a), c), d) infolge ihrer geringeren
Selektivität weder unter denselben noch unter milderen Reaktionsbedingungen ebenso leistungsfähig
sind wie die schwach sauren erfindungsgemäßerj Katalysatoren b). Dabei entstehen beispielsweise bei
gleicher Ausbeute weit mehr N-Umalkylierungs· produkte und unter milderen Reaktionsbedingunger
zusätzlich merklich weniger an erwünschtem p-Isonieren.
In den Versuchen a) bis c) wurde der gleich« Katalysator wie in den Versuchen der Tabelle ]
verwendet, in Versuch d) ein ähnlicher käufliche! Katalysator gleicher Herkunft, der jedoch einer
pks-Wert von 2,9 hatte.
Ansatz: wie vor Tabelle 2 beschrieben.
Zusatz | Tabelle | 3 | Zeit | Ausbeute1) der Theorie |
Isomerenverteilung2) | Ummethy lierung |
|
Katalysator | Temperatur | (h) | (%) | (%) | |||
Menge | (0Q | 2 | 88 | 2,7 | |||
a) 3 g | 1,3 g Äthanolamin | 180 | 2 | 92 | 94%p,p | 0,2 | |
b) 3 g | 190 | 5%o,p | |||||
l%o,o | |||||||
Xylol als Schleppmittel | 21 | 85 | 82%p,p | 2,2 | |||
c)5g | Xylol als Schleppmittel | 120 bis 125 | 30 | 58 | 67% P') | 1 | |
d)5g | 110 | 33% 0 | |||||
J) Reaktionsprodukt ist a,a'-Bis-(N-methylarninophenyl)-p-diisopropylbenzol.
a) ρ bzw. ο geben die Verknüpfungsstellen der beiden Isopropylidengruppen mit den beiden Anilinkernen an.
*) Es ist die Summe der o- bzw. der p-Verknüpfung des Isomerengemisches aus p,p-, p,o- und 0,0-Isomeren angegeben.
B. Verwendung der schwach sauren Tonerdekatalysatoren zur Alkylierung aromatischer Hydroxyverbindungen
verglichen mit der Verwendung stark saurer Tonerdekatalysatoren
Standardbeispiel
200 g frisch destilliertes Phenol, 30 g α,α'-Dihydroxy-p-diisopropylbenzol,
6 g Katalysator und eventuell ein Zusatzstoff werden unter Stickstoff und Rühren am "Wasserabscheider erhitzt Ohne abzukühlen
wird vom Katalysator abfiltriert, das Filtrat zunächst von überschüssigem Phenol befreit und de
Rückstand im Hochvakuum fraktioniert. Die mit den nach vorstehendem Verfahren 2 c
(vgl. S. 7) erhaltenen erfindungsgemäßen Katalysi
toren durchgeführten Versuche a), c) geben nur weni Rückstand und gute Ausbeuten an destillierbare
Alkylphenolen, während die mit den stark sauren Toi erdekatalysatoren durchgeführten b), d) große Mei
gen nicht destillierbaren Rückstandes, also Polyme: produkte liefern, die laut NMR-Spektrum viel Indai
gruppen (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 297101) en halten. Tabelle 4 demonstriert diesen Sachverhalt.
309548/3E
ίο
Katalysator*) | Zusatz | Temperatur | Zeit | Ausbeute an Alkylphenolen1) | Polymer anteil |
Menge | CQ | (h) | (g) | ||
a) 6 g*) | Äthanolamin | -170 bis 175 | 2,5 | 16,5 g | 1 |
0,8 g | Kp.0,3135bis248°C | ||||
b) 6 g | — | 170 | 2 | Hg | 12 |
Kp.0)1146bis245°C | |||||
c) 6 g | Äthanolamin | 170 | 2 | 20 g | 1,5 |
2,6 g | Kp.0>1168bis240°C | ||||
d) 6 g | 180 | 2 | Hg | 15 | |
Kp.0)4186 bis 262° C |
*) Das Destillat besteht aus 2-(Hydroxyphenyl)-2-(4-isopropenylphenyl)-propan und <\,«'-Bis-(hydroxypheny])-p-diisopropylbenzol.
*) In den Beispielen c) und d) wurde der gleiche Katalysator wie in den Beispielen der Tabelle 1 verwendet, in den Beispielen a)
und b) ein ähnlicher Katalysator gleicher Herkunft, der einen pk,-Wert von 3,4 hatte.
Claims (2)
1. Katalysator zur Alkylierung aromatischer oder zu linearen Polykondensaten nicht eingesetzt
Amino- und/oder Hydroxyverbindungen mit Aiko- 5 werden.
holen und/oder den entsprechenden Olefinen auf 2. Die Alkylierung von Phenolen mit Olefinen, die
der Basis von säureaktivierten Tonerden, erhältlich relativ leicht kationisch polymerisierbar sind, ist
dadurch, daß man a) natürlich vorkommende bei Verwendung von säureaktivierten Tonerden
Schichtsilikate mit schwachen Säuren behandelt durchweg von Polymerbildung begleitet, die zu
oder b) die stark sauren Zentren säureaktivierter io unerträglichen Ausbeuteverlusten führen kann
Schichtsilikate entweder durch Behandeln mit (vgi, deutsche Auslegeschrift 1 297 101).
Lösungen von Alkali- oder Erdalkaliverbindungen
oder mit organischen Basen oder durch Tempern Es wurde nun gefunden, daß diese Schwierigkeiten
bei Temperaturen oberhalb 7000C eliminiert, bis behoben werden, also die Selektivität der Tonerdeder
in Wasser gemessene pk„-Wert der säureakti- 15 katalysatoren bei der Alkylierung von aromatischen
vierten Schichtsilikate größer als 5 ist. Hydroxy- und Aminoverbindungen erheblich ver-
2. Verwendung der Katalysatoren nach An- bessert und darüber hinaus der Aktivitätsbereich
Spruch 1 zur Alkylierung aromatischer Amino- dieser Katalysatoren wesentlich erweitert wird, wenn
oder/und Hydroxyverbindungen mit aliphatischen die Tonerden nur schwach saure Zentren enthalten
oder/und araliphatischen Alkoholen oder/und den so und einen pks-Wert 5 besitzen. Derartige Katalysaentsprechenden
Olefinen. toren sind bisher nicht beschrieben.
Unter Tonerden sollen Aluminiumsilikate mit Schichtstruktur verstanden werden, die noch weitere
Metalloxide in untergeordneten Mengen, beispiels-
25 weise Calcium-, Magnesium-, Natrium-, Kalium- und
Eisenoxide, eingebaut enthalten können.
Vorliegende Erfindung betrifft neue Katalysatoren Gegenstand vorliegender Erfindung ist somit ein
mit erhöhter Selektivität und ihre Verwendung für die Katalysator zur Alkylierung aromatischer Amino-Alkylierung
von aromatischen Hydroxy- und Amino- und/oder Hydroxyverbindungen mit Alkoholen und/
verbindungen. 30 oder den entsprechenden Olefinen auf der Basis von
Bekanntlich lassen sich säureaktivierte Schicht- säureaktivierten Tonerden erhältlich, dadurch daß
Silikate, die sogenannten Bleicherden, als Katalysa- man a) natürlich vorkommende Schichtsilikate mit
toren für die Aromatenalkylierung verwenden (vgl. schwachen Säuren behandelt oder b) die stark sauren
die deutsche Offenlegungsschrift 1 443 421, die franzö- Zentren säureaktivierter Schichtsilikate entweder durch
sische Patentschrift 1 490 880). Besonderes Interesse 35 Behandeln mit Lösungen von Alkali- oder Erdalkalikommt
dabei der Alkylierung von aromatischen Hy- verbindungen oder mit organischen Basen oder durch
droxy- und Aminoverbindungen zu (deutsche Patent- Tempern bei Temperaturen oberhalb 7000C eliminiert,
Schriften 1 280 255, 550 494, USA. - Patentschrift bis der in Wasser gemessene pk«-Wert der säure-2983731,
deutsche Auslegeschrift 1 290144). aktivierten Schichtsilikate größer als 5 ist sowie die
Die in der Natur vorkommenden Schichtsilikate, 40 Verwendung dieser Katalysatoren zur Alkylierung
beispielsweise Montmorillonite und Bentonite, be- aromatischer Amino- und/oder Hydroxyverbindungen
sitzen normalerweise keine oder nur geringe kataly- mit aliphatischen oder/und araliphatischen Alkoholen
tische Aktivität. Diese erhalten sie erst durch Kochen und/oder den entsprechenden Olefinen,
mit starken wäßrigen Mineralsäuren wie Salzsäure Es ist zunächst einmal außerordentlich überraschend,
mit starken wäßrigen Mineralsäuren wie Salzsäure Es ist zunächst einmal außerordentlich überraschend,
und Schwefelsäure. Dabei werden alle freien Kationen 45 daß solche Kontakte noch katalytisch wirksam sind,
gegen Protonen ausgetauscht und Eisenoxid und ein Andere Säuren ähnlicher Acidität, z. B. Essigsäure
Teil des Aluminiumoxids aus dem Schichtgitter her- oder Propionsäure, sind unter vergleichbaren Bedinausgelöst
(Ind. Eng. Chem. 42, 866). Durch Wahl der gungen nicht oder kaum merklich aktiv.
Bedingungen (z. B. der Reaktionszeit) läßt sich ein Die oben geschilderte Umalkylierung an N-Alkyl-
Bedingungen (z. B. der Reaktionszeit) läßt sich ein Die oben geschilderte Umalkylierung an N-Alkyl-
bestimmter Aluminiumgehalt und damit auch eine 50 anilinen geht bei Verwendung der erfindungsgemäßen
bestimmte Aktivität einstellen. Katalysatoren unter vergleichbaren Bedingungen bis
Die auf diese Weise aktivierten Tonerden stellen weniger als auf ein Zehntel des Ausmaßes zurück, das
außerordentlich starke Säuren dar und sind in vieler man bei Verwendung von konventionell aktivierten
Hinsicht ausgezeichnete Alkylierkatalysatoren. Ande- Tonerden feststellt.
rerseits lassen sie jedoch für verschiedene andere 55 Der Polymeranteil bei der Phenolalkylierung mit
Alkylierungsprobleme die erforderliche Selektivität kationisch polymerisierbaren Olefinen wird auf unvermissen.
Dazu seien folgende Beispiele diskutiert: bedeutende Mengen zurückgedrängt.
Erstaunlich ist ferner, daß die Verbesserung der
1. Die Kernalkylierung von N-Alkylanilinen bereitet Selektivität, die ja durch eine Reduzierung der Acidität
insofern erhebliche Schwierigkeiten, als die säure- 60 gegenüber der der konventionellen Tonerdekatalysaaktivierten
Tonerden nicht nur die Einführung toren erreicht wird, keine oder nur eine unwesentliche
einer neuen Alkylgruppe in den Kern, sondern Minderung der Aktivität der erfindungsgemäßen Kaauch
die Übertragung der am Stickstoff stehenden talysatoren nach sich zieht.
Alkylgruppen auf ein anderes Stickstoffatom oder Die Abwesenheit stark acider Zentren in den erfinden
Kern katalysieren. Man erhält deshalb Ge- 65 dungsgemäßen Katalysatoren hat noch weitere übermische
von am Stickstoff entalkylierten, mono- raschende Konsequenzen:
und dialkylierten und auf verschiedenste Weise Bekanntlich bilden sich bei tonerdekatalysierten
kernalkylierten Produkten, die technisch nur Alkylierungen von aromatischen Aminen sowohl den
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712111193 DE2111193B2 (de) | 1971-03-09 | 1971-03-09 | Katalysatoren auf der Basis saure aktivierter Tonerden und ihre Ver wendung zur Alkylierung von aromatischen Ammen und Hydroxyverbindungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712111193 DE2111193B2 (de) | 1971-03-09 | 1971-03-09 | Katalysatoren auf der Basis saure aktivierter Tonerden und ihre Ver wendung zur Alkylierung von aromatischen Ammen und Hydroxyverbindungen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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---|---|---|---|---|
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