DE2111723B2 - Verfahren zur herstellung von methylvinylketon - Google Patents
Verfahren zur herstellung von methylvinylketonInfo
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Description
Es ist aus der deutschen Patentschrift 7 30117
bekannt, daß man durch Destillation von 1-Hydroxybutan-3-on
in wäßriger Lösung in Gegenwart von Schwefelsäure, Chlorzink, Jod oder Salzsäure Methylvinylketon
erhält. Die Dehydratisierung in Gegenwart von Kaliumsulfat mit einem Paraffin oder Wachs als
Lösungsmittel beschreibt die japanische Patentanmeldung 4469/1953. Bei beiden Verfahren treten Nebenreaktionen,
in der Hauptsache Ätherbildung, Oligomeriüierungen und Polymerisalionsreaktionen auf, ein Teil
des erhaltenen Endstoffs zersetzt sich rasch, so daß man gerade im großtechnischen Maßstab unbefriedigende
Ausbeuten erhält.
In einer Arbeit iin Journal of the Chemical Society,
Band 1943, Seiten 25—31, wird die Wasserabspaltung mit dem rohen Reaktionsprodukt der Umsetzung vori
Aceton und Paraformaldehyd durchgeführt. Als Deny dratisierungsmittel
wird Phosphorsäure empfohlen. Es wird beschrieben, daß die Ausbeuten nicht wesentlich
schwanken, wenn der Phosphorsäure noch Natriumchlorid zugesetzt wird oder als Katalysator Salzsäure:
und Natriumchlorid bzw. Calciumchlorid verwendet werden. Es werden Mengen von 1% Säure und 7%
Chlorid angegeben. Methylvinylketon fällt als ternäres Gemisch mit Wasser und Acenon an. Dem Gemisch muß
mit Hilfe von Acetanhydrid das Wasser entzogen werden, um eine Abtrennung von Methylvinylketon zu
ermöglichen. Die Ausbeuten an Endstoff sind, insbesondere im großtechnischen Maßstab, unbefriedigend.
Es wurde nun gefunden, daß man Methylvinylketon durch Wasserabspaltung aus, l-Hydroxybutan-3-on in
Gegenwart von Wasser, einem Säure und eines Chlorids vorteilhaft erhält, wenn man die Umsetzung in einer
wäßrigen Lösung von höchstens 10 Gew.-% Säure mit einer Dissoziationskonstante von mindestens 1 ■ 10-6
und von mindestens 10Gcw.-% Alkalichlorid, Ammoniumchlorid
und/oder Erdalkalichlorid bei einer Temperatur zwischen 60 und 120° C durchführt.
Die Umsetzung kann durch die folgenden Formeln wiedergegeben werden:
-CH,-- OH
60
CH-CH, + H, O
Die Erfindung geht von der Beobachtung aus, daß gerade eine Umsetzung in salzreicher Losung geringer
Säurekonzentntion hohe Ausbeuten an reinem Endstoff ermöglicht Im Vergleich zu den bekannten
Verfahren liefert das Verfahren nach der Erfindung auf einfacherem und wirtschaftlicherem Wege mit hoher
Reaktionsgeschwindigkeit Methylvinylketon in besserer Ausbeute und Reinheit Überraschend wird die hohe
Ausbeute an Endstoff bei relativ tiefer Temperatur in Gegenwart einer höheren Wasserkonzentration im
Reaktionsgemisch, mit Bezug auf die zitierte Arbeit im Journal of the Chemical Society, erzielt Eine Verharzung
oder Zersetzung des Endstoffs oder andere Nebenreaktionen treten nicht in wesentlichem MaDe
auf. Im Hinblick auf den Stand der Technik waren diese vorteilhaften Ergebnisse nicht zu erwarten.
Im allgemeinen werden unter den Reaktionsbedingungen nicht oxidierende bzw. nicht reduzierende
Säuren, vorzugsweise solche mit einer Dissoziationskonstante oberhalb 1 · 10-3, verwendet Es kommen
anorganische, organische Säuren oder alle Stoffe, die unter den Reaktionsbedingungen solche Säuren liefern,
für die Reaktion in Betracht. Als Säuren sind beispielsweise geeignet: Halogenwasserstoffsäuren wie
Chlor-, Brom-, Jod-, Fluorwasserstoffsäure; Schwefelsäure, Phosphorsäure; aliphatische Carbonsäuren, insbesondere
niedere Mono- oder Dicarbonsäuren, vorzugsweise mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, wie
Ameisensäure, Essigsäure, Trichloressigsäure, Oxalsäure; araliphatische Carbonsäuren wie Salicylsäure;
Sulfonsäuren wie p-Toluol-, Benzolsulfonsäure oder Ionenaustauscher mit Sulfonsäuregruppen wie Phenolsulfonsäureharze;
oder entsprechende Gemische.
Als Stoffe, die unter den Reaktionsbedingungen Säuren bilden, kommen z. B. in Betracht: Halogenide
wie Aluminium-, Eisentrichlorid, Zinntetrachlorid, Bortrifluorid, Titantetrachlorid; organische Säurechloride
wie Acetylchlorid; oder entsprechende Gemische untereinander bzw. mit Säuren.
Bevorzugt verwendet man wäßrige Lösungen von 0,01 bis 5, insbesondere von 0,1 bis 3,5 Gew.-% Säure
und von 15 Gew.-% bis Sättigungskonzentration, insbesondere von 25 Gew.-% bis Sättigungskonzentration
Chlorid; unter Sättigungskonzentration Chlorid wird eine an vorgenanntem Alkali-, Ammonium-
und/oder Erdalkalichlorid in vorgenannten Reaktions gemischen maximal gelöste Chloridkonzentration ver
standen. Da nur die im Reaktionsgemisch gelösten Mengen an Chlorid für die Reaktion wesentlich sind.
wählt man als Maximalmenge bei jedem einzelnen Chlorid seine Sättigungskonzentration im verwendeten
Gemisch der Reaktionskomponenten. Gegebenenfalls kann man neben der Menge an im Ausgangsgemisch
gelöstem Chlorid noch so viel Chlorid zusätzlich bei Beginn der Reaktion zugeben, wie sich in der während
der Reaktion gebildeten Menge an Wasser löst. Als Chloride können Lithiumchlorid, Strontium-, Magnesiumchlorid,
vorzugsweise Calciumchlorid, Kaliumchlorid, Ammonchlorid und insbesondere Natriumchlorid
verwendet werden.
Die Gewichtsmenge an Wasser, bezogen auf l-Hydroxybutan-3-on, kann in einem weiten Bereich
beliebig gewählt werden. Aus Zweckmäßigkeitsgründen kommen Mengen von 1 bis 10 000, vorzugsweise von 50
bis 5000 Gew.-% Wasser, bezogen auf Ausgangsstoff, in Frage.
Die Reaktion wird im allgemeinen bei einer Temperatur zwischen 0 und 200°C, vorzugsweise
zwischen 60 und 120°C, drucklos oder unter Druck,
diskontinuierlich ode·· vorteilhaft kontinuierlich durch-
geführt Bevorzugt verwendet man bei höherer Temperatur eine geringere Säurekonzentration, z. B. bei
100-C 2 Gew-% oder bei 120°C 1 Gew.-% Säure,
bezogen auf Ausgangsstoff. Gegebenenfalls wird die Reaktion in Gegenwart von unter den Reaktionsbedingungen
inerten, organischen Lösungsmitteln, vorteilhaft mit einem der Reaktionstemperatur entsprechenden
Siedepunkt, durchgeführt Beispielsweise sind als Lösungsmittel geeignet: Aliphatische Kohlenwasserstoffe,
z. B. Benzinfraktiorien mit einem Siedebereich entsprechend
der Reaktionstemperatur, Ligroin; aromatische Kohlenwasserstoff^ z. B. Benzol, Toluol, Xylole; cycloaliphatische
Kohlenwasserstoffe, z. B. Cyclohexan und Methylcyclohexan; oder entsprechende Gemische. Man
verwendet zweckmäßig Mengen von 5 bis 100 Gew.-% Lösungsmittel, bezogen auf das Ausgangsgemisch der
ReaktionsteiJnehmtir.
Die Reaktion kann wie folgt durchgeführt werden: Ein Gemisch von Ausgangsstoff, Wasser, Säure und
Chlorid, gegebenenfalls zusammen mit einem organischen Lösungsmittel wird während 30 bis 150 Minuten
bei der Reaktions temperatur gehalten. Zweckmäßig gibt man den Ausgangsstoff als letzte Komponente
kontinuierlich während 15 bis 45 Minuten zum Gemisch. Aus dem Reaktionsijemisch kann der gebildete Endstoff
nach der Reaktion oder vorteilhaft schon während der Reaktion durch fraktionierte Destillation abgetrennt
werden.
In einer zweckmäßigen, kontinuierlichen Ausführungsform
wird der Ausgangsstoff in das Reaktionsgemisch unter Rühren in dem Maße gegeben, in dem das
gebildete Methylvinylketon einer am Kopf des Reaktionsgefäßes angebrachten Fraktionierkolonne entnommen
werden kann. Dabei wird das bei der Dehydratisierung frei werdende Wasser ebenfalls kontinuierlich aus
dem Gemisch entfernt
Das nach dem Verfahren der Erfindung herstellbare Methylvinylketon ist ein wertvoller Ausgangsstoff für
die Herstellung von Farbstoffen, Kunststoffen und Kunstharzen. Bezüglich der Verwendung wird auf die
vorgenannten Verciffentlichungen und auf Ulimanns Encyklopädie der technischen Chemie, Band 9, Seite
554, verwiesen.
Die in den folgenden Beispielen aufgeführten Teile bedeuten Gewichtsteile.
Reaktionsdurchführung
In einem Reaktiousgefäß wird unter guter Durchmischung
ein Gemisch von Chlorid, Säure und 60 Teilen Wasser auf 100° C erhitzt Das Reaktionsgefäß hat einen
aufsteigenden Kühler (Dephlegmator), der auf 80° C aufgeheizt wird, und anschließend eine gekühlte
Vorlage, in der das gebildete Methylvinylketon kondensiert wird. Während 30 Minuten werden 200 Teile
1-Hydroxybutan-3-οπ kontinuierlich dem Reaktionsgefä3 zugegeben. Dann wird das Gemisch zur Vervollständigung
der Reaktion noch 11/2 Stunden auf 100° C
gehalten. Die Menge des entstandenen, reinen Methyl-]
0 vinylketons wird gaschromatographisch bestimmt
Man verwendet bei der Reaktion 40 Teile Natrium-Chlorid und 4 Teile 35 Gew.-% Salzsäure Erhalten
werden 154 Teile Methylvinylketon vom Kp. 8I0C Das
entspricht einer Ausbeute von 97% der Theorie, bezogen siuf l-Hydroxy-butan-3-on.
Man verwendet bei der Reaktion 40 Teile Natriumchlorid
und 5 Teile Phosphorsäure. Erhalten werden 180 Teile Destillat mit einem Gehalt von 82 Gew.-%
Methylvinylketon. Das entspricht einer Ausbeute von 93% der Theorie, bezogen auf l-Hydroxy-butan-3-on.
Man verwendet bei der Reaktion 40 Teile Natriumchlorid und 5 Teile 35 Gew.-% Salzsäure, in 30 Minuten
werden 100 Teile 1-Hydroxy butan-3-on und 100 Teile Wasser anstelle von 200 Teilen Ausgangsstoff zugegeben.
Man erhält 75 Teile Methylvinylketon, das entspricht einer Ausbeute von 94,5% der Theorie.
Beispiel 4
(Vergleichsbeispiel)
(Vergleichsbeispiel)
M an verwendet bei der Reaktion 40 Teile Natriumsulfat und 4 Teile Schwefelsäure. Man erhält 72 Teile
Methylvinylketon, das entspricht einer Ausbeute von 45% der Theorie, bezogen auf l-Hydroxy-butan-3-on.
Beispiel 5
(Vergleichsbeispiel)
(Vergleichsbeispiel)
Man verwendet bei der Reaktion 4 Teile 35 Gew.-% Salzsäure. Man erhält 95 Teile Methylvinylketon, das
entspricht einer Ausbeute von (>0% der Theorie, bezogen auf l-Hydroxy-butan-3-on.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Methylvinylketon durch Wasserabspaltung aus l-Hydroxybutan-3-on in Gegenwart von Wasser, einer Säure und eines Chlorids, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in einer wäßrigen Lösung von höchstens 10Gew.-% Säure mit einer Dissoziationskonstante von mindestens 1 · 10-' und von minde- stens 10 Gew.-% Alkalichlorid, Ammoniumchlorid und/oder Erdalkalichlorid bei einer Temperatur zwischen 60 und 120° C durchführt.
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DE19712111723 DE2111723C3 (de) | 1971-03-11 | 1971-03-11 | Verfahren zur Herstellung von Methylvinylketon |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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---|---|---|---|---|
US3890392A (en) * | 1973-06-25 | 1975-06-17 | Hoffmann La Roche | Preparation of methyl vinyl ketone from 3-ketobutan-1-ol |
-
1971
- 1971-03-11 DE DE19712111723 patent/DE2111723C3/de not_active Expired
-
1972
- 1972-02-03 CH CH158072A patent/CH560661A5/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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