DE2314600C3 - Verfahren zur Herstellung von 4-Hydroxy-2,4,6-trimethyl-2,5-cyclohexadien-1-on - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von 4-Hydroxy-2,4,6-trimethyl-2,5-cyclohexadien-1-onInfo
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Description
OH
H3C
CH3
(ΠΙ)
CH3
in einem wäßrigen Medium suspendiert und in Gegenwart von Caroscher Säure (H2SO5) und
Magnesiumcarbonat am Rückflußkühler unter Ausbildung von 2,4,6-Trimethylchinol gehalten
wird (vgL »Ber.«, 36,2028 bis 2041 [1903]), und
B. ein Verfahren, gemäß dem 2,4,6-Trimethylnitrobenzol (Verbindung der Formel IV) mit Zinkpulver unter Ausbildung von N-(2,4,6-Trimethyl)-phenylhydroxamin (Verbindung der Formel V) umgesetzt wird, das dann in 2,4,6-Trimethylchinol (Verbindung der Formel I) gemäß der im folgenden angegebenen Reaktionsfolge 1 (vgl. auch »Journal of Synthetic Organic Chemistry«, japan, Band 25, Nr. 3,252 bis 255 [1967]) umgelagert wird:
B. ein Verfahren, gemäß dem 2,4,6-Trimethylnitrobenzol (Verbindung der Formel IV) mit Zinkpulver unter Ausbildung von N-(2,4,6-Trimethyl)-phenylhydroxamin (Verbindung der Formel V) umgesetzt wird, das dann in 2,4,6-Trimethylchinol (Verbindung der Formel I) gemäß der im folgenden angegebenen Reaktionsfolge 1 (vgl. auch »Journal of Synthetic Organic Chemistry«, japan, Band 25, Nr. 3,252 bis 255 [1967]) umgelagert wird:
4-Hydroxy-2,4 6-trimethyl-2,5-cyclohexadien-1-on,
d.h. 2,4,6-Trimethylchinol, ist eine Verbindung der folgenden Formel I
d.h. 2,4,6-Trimethylchinol, ist eine Verbindung der folgenden Formel I
H3C
(D
H3C
OH
Gemäß »Ber.«, 33, 3639 (1900) wird diese Verbindung mit einem Schmelzpunkt von 45,5 bis 46° C angegeben,
während der Schmelzpunkt dieser Verbindung gemäß dem »Journal of Synthetic Organic Chemistry«, Japan,
Band 25, N r. 3, S. 252 bis 255 (1967) 41 bis 43° C beträgt.
2,4,6-Trimethylchinol kann z. B. durch Erhitzen auf 95°C in Gegenwart von Alkalien, wie NaOH, in
2,3,6-Trimethylhydrochinon (TMHQ) der folgenden Formel II
OH
H3C
CH,
CH3
(II)
OH
umgewandelt werden, das als Zwischenprodukt bei der Synthese von Vitamin E oder direkt als industrielles
Erzeugnis als Antioxidationsmittel oder Polymerisationsinhibitor verwendet werden kann.
Demzufolge stellt das 2,4,6-Trimethylchinol, wie oben erwähnt, ein nützliches Zwischenprodukt für die
Synthese von verschiedenen technischen Chemikalien, wie Arzneimitteln, Farbstoffen und Pigmenten, dar.
Bekannte Verfahren zur Herstellung von 2,4,6-Trimethylchinol sind z. B.:
NO2
H3C
CH3
(IV)
NHOH
H3C
Zn
H3C
HH
CH3
(V)
CH3
(D
H3C
OH
Bei dem oben angegebenen Verfahren A, bei dem die zu verwendende Carosche Säure (H2SO5) ein kostspieli-
")5 ges Reagens darstellt, ergeben sich nur Ausbeuten an
2,4,6-Trimethylchinol von wenigen Prozenten. Bei dem oben angegebenen Verfahren B wird Mesitylen unter
Ausbildung von 2,4,6-Trimethylnitrobenzol der Formel
IV nitriert, das dann über zwei Stufen gemäß der
bo angegebenen Reaktionsfolge 1 unter Ausbildung von
2,4,6-Trimethylchinol umgesetzt wird. Bei diesem Verfahren B sind nicht nur drei Stufen zur Ausbildung
von 2,4,6-Trimethylchinol erforderlich, sondern bei jeder Stufe müssen die Produkte abgetrennt und
gereinigt werden.
Es ist demzufolge ein Ziel der Erfindung, ein neues einstufiges Verfahren zur Herstellung von 2,4,6-Trimethylchinol
aus 2,4,6-Trimethylphenol bereitzustellen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von 4-Hydroxy-2,4,6-trimethyl-2,5-cyclohexadien-l -on
durch Oxydation von 2,4,6-Trimethylphenol, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Oxydation mit
molekularem Sauerstoff oder einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Gas bei einem Sauerstoffpartialdruck
von mindestens 5 kg/cm2 und einer Temperatur von — 20 bis 200° C in Gegenwart von Wasser, einem
inerten organischen flüssigen Medium oder deren Mischungen mit einem pH-Wert von oberhalb 11
durchführt und als Ausgangsmaterial gegebenenfalls auch die Alkali- oder Erdalkalisalze des eingesetzten
2,4,6-Trimethylphenols verwendet
Zwar waren bereits mehrere Verfahren zur Herstellung von 4-Hydroxy-2,5-cyclohexadien-1-onderivaten
durch Oxidation von substituierten Phenolen in Gegenwart verschiedener Oxidationsmittel bekannt
(z. B. Journal of Chemical Society, 1970, Seite 1607 bis 1611). Fast sämtliche dieser bekannten Verfahren
betreffen jedoch die Oxidation eines Phenols mit tert-Butylgruppen, insbesondere in den 2,6-Stellungen.
Ein solches Phenol mit tert-Butylgruppen stellt eine äußerst leicht zu oxidierende Verbindung dar. Demgegenüber
ist das beim erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende 2,4,6-Trimethylphenol äußerst schwierig
zu oxidieren. Ein Hinweis dahingehend, wie diese Oxidation durchzuführen ist, kann somit den bekannten
Verfahren nicht entnommen werden.
Die erfindungsgemäße Reaktion kann durch das im folgenden angegebene Reaktionsschema 2 dargestellt
werden:
OH
H3C
CH3
(1Π)
CH3
2,4,6-Trimethylphenol (Mesitol)
HjC
H3C
(D
35
40
4r)
50
2,4,6-Trimethyl-2,5-cyclohexadien-l-on
(2,4,6-Trimethylchinol)
(2,4,6-Trimethylchinol)
Im weiteren wird der Ausdruck »molekularer Sauerstoff« oder »molekularer Sauerstoff enthaltendes
Gas« der Einfachheit halber als »molekularer Sauerstoff« abgekürzt.
Das flüssige Medium (das im folgenden genauer beschrieben werden wird) kann irgendein Material sein,
das die Reaktion nicht stört, und ist vorzugsweise ein wäßriges Medium.
Als molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas kann man irgendeine Mischung verwenden, die aus molekularem
Sauerstoff und einem inerten Gas, wie Stickstoff, Helium, Argon, Methan oder Propan, besteht. Erfindungsgemäß
kann die Reaktion geeigneterweise in der Weise durchgeführt werden, daß man reinen Sauerstoff
oder Luft verwendet Der molekulare Sauerstoff oder das den molekularen Sauerstoff enthaltende Gas sollte
vorzugsweise einen möglichst hohen Partialdruck an molekularem Sauerstoff aufweisen.
Als flüssiges Medium kann man z. B. verwenden:
Als flüssiges Medium kann man z. B. verwenden:
1. Wasser,
2. ein bei der erfindungsgemäßen Reaktion inertes organisches flüssiges Medium oder
3. eine Lösung oder eine heterogene Mischung aus einem der unter 2. genannten organischen flüssigen
Medien mit Wasser.
Vorzugsweise verwendet man jedoch ein wäßriges oder wasserhaltiges flüssiges Medium der unter 1. oder
unter 3. angegebenen Art
Als erganisches flüssiges Medium, das man gemäß den Ziffern 2. und 3. einsetzen kann, kann man eines der
im folgenden angegebenen organischen flüssigen Medien verwenden:
1. Nicht-polare flüssige Medien:
a) aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Propan, Propylen, Butan, Butylen, Pentan, Hexan,
Heptan, Octan, Nonan, Decan, Petroläther, Ligroin, Kerosin, Benzin oder Paraffin,
b) alicyclische Kohlenwasserstoffe, wie Cyclopentan, Methylcyclopentan, Cyclohexan, Methylcyclohexan,
Äthylcyclohexan, Dimethylcyclohexan, Decalin oder Methyldecalin,
c) aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol (ο-, m- oder p-Xylol oder
Mischungen dieser Materialien), Äthylbenzol, Cumol, Trimethylbenzole, Tetralin, Naphthalin
oder Methylnaphthaline,
d) symmetrisch halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Tetrachlorkohlenstoff.
II. Polare flüssige Medien:
e) Wasser,
f) Alkohole, wie Methanol, Äthanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, Isobutanol,
tert-Butanol, Amylalkohol oder Octanol,
g) halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Methylendichlorid oder
Äthylendichlorid,
h) Ketone, wie Aceton, Methyläthylketon oder Methylisobutylketon,
i) Äther, wie Diäthyläther, Tetrahydrofuran oder Dioxan,
j) Ester, wie Essigsäuremethylester, Essigsäureäthylester, Essigsäurepropylester, Propiolacton
oder Benzoesäuremethylester,
k) schwefelhaltige Verbindungen, z. B. Thioäther, wie Diäthylthioäther, Sulfone, wie Dimethylsulfon,
Tetramethylsulfon, oder Sulfoxyde, wie Dimethylsulfoxyd,
1) Amine, wie Trimethylamin, Pyridin oder Pyrrolidon,
m) Nitroverbindungen, wie Nitrobenzol, Dinitrobenzol oder 2,4-Dinitrotoluol,
n) Cyanoverbindungen, wie Acetonitril, Propionitril,
Phthalonitril oder Benzonitril, oder
o) Amide, wie Dimethylformamid (DMF), Dimethylacetamid (DMAC), Tetramethylharnstoff
(TMU), Hexamethylphosphorylamid (HMPA), N-Methylpyrrolidon (NMP) oder Diäthylformamid.
Zur Herstellung der wäßrigen Lösung eines organischen
flüssigen Mediums gemäß der oben angegebenen Ziffer 3. können nur diejenigen der organischen
flüssigen Medien verwendet werdenr die mit Wasser vermischt werden können. Erfindungsgemäß kann die
Reaktion auch unter Verwendung eines heterogenen flüssigen Mediums durchgeführt werden, das aus
Wasser und einem der obenerwähnten organischen flüssigen Medien besteht, das mit Wasser nicht
vermischt werden kann.
Es wurde festgestellt, daß innerhalb eines Bereiches
des Sauerstoffpartialdrucks von 0,1 kg/cm2 bis 50 kg/cm2 die Mesitol-Umwandlung mit einem Anstieg
des Sauerstoffpartialdrucks zunimmt. Innerhalb eines Bereichs, bei dem die Reaktionstemperatur unterhalb
300C, insbesondere unterhalb 200C, liegt, nimmt die
Mesitol-Umwandlung mit der Zunahme der Reaktionstemperatur
zu, während bei einer Temperatur oberhalb 1000C, insbesondere oberhalb 1200C, die Selektivität
hinsichtlich des als Endprodukt angestrebten 2,4,6-Trimethylchinols abzunehmen beginnt
Demzufolge beträgt der Sauerstoffpartialdruck mindestens
5 kg/cm2, insbesondere mindestens 20 kg/cm2, während die obere Grenze in Abhängigkeit von der bei
der Reaktion eingesetzten Vorrichtung und der Verfahrensweise ausgewählt werden sollte.
Weiterhin hängt die Reaktionszeit weitgehend von der Reaktionstemperatur ab. Je niedriger die Temperatur
liegt, um so länger ist die Reaktionszeit und umgekehrt Die Reaktionszeit kann entsprechend
ausgewählt werden und erstreckt sich üblicherweise von einigen Sekunden bis zu einigen Tagen (etwa 100
Stunden). Wenn die Reaktionstemperatur und die anderen Bedingungen entsprechend ausgewählt werden,
führt eine Reaktionszeit von einigen Sekunden bis zu einigen Stunden (z.B. 10Sek. bis 5Std.) zur
Ausbildung von 2,4,6-Trimethylchinol mit hoher Umwandlung
und Selektivität.
Es ist erfindungsgemäß möglich, Mesitol in Gegenwart eines Puffers oder eines basischen Reagens mit
molekularem Sauerstoff umzusetzen.
Als Puffer kann man übliche Puffer, z. B. Alkalidihydrogenphosphate,
wie Kaliumdihydrogenphosphat, Dialkalihydrogenphosphate, wie Dinatriumhydrogenphosphat
Alkalisalze von organischen Carbonsäuren, wie Citronensäure, Milchsäure oder Weinsäure, Borax,
Tris-(oxymethyl)-aminomethan, 2,4,6-Kollidin, oder Kombinationen dieser Materialien verwenden.
Erfindungsgemäß kann man 2,4,6-Trimethylchinol als Endprodukt unter Beibehaltung einer Selektivität von
mehr als 70% erreichen.
Das als Ausgangsmaterial verwendete 2,4,6-Trimethylphenol (Mesitol) kann irgendein Material sein, das in
üblicher Weise hergestellt wurde und das andere Substanzen enthalten kann, die die Reaktion nicht
beeinträchtigen. Zusätzlich kann man als Ausgangsmaterial die Alkali- oder Erdalkalisalze von 2,4,6-Trimethylphenol
verwenden, die man durch Umsetzen von 2,4,6-Trimethylphenol mit dem entsprechenden basischen
Reagens erhalten hat, so daß es in diesem Fall nicht unbedingt erforderlich ist, ein basisches Reagens
während der Reaktion vorhanden zu haben.
Die erfindungsgemäß verwendeten basischen Reagentien sollten vorzugsweise in der Lage sein,
insbesondere in dem Reaktionssystem das 2,4,6-Trimethylphenoxyanion
auszubilden, wobei Beispiele für Materialien dieser Art Alkalimetalle, Erdalkalimetalle,
basisch reagierende Metalle, wie Thallium oder Verbindungen davon, oder stickstoffhaltige basische
Verbindungen sind.
Die obenerwähnten basischen Reagentien können in Form des Metalls oder in Form von Hydriden, Oxiden,
Hydroxiden, Carbonaten, Bicarbonaten, Alkoholaten, Phenolaten, Amiden, metallorganischen Verbindungen
oder Komplexverbindungen eingesetzt werden. A_m geeignetsten sind jedoch Alkalimetalle und Erdalkalimetalle,
insbesondere die Alkalimetalle und deren
ίο Verbindungen.
Als Alkohole und Phenole zur Ausbildung der obenerwähnten Alkoholate und Phenolate seien aliphatische,
alicyclische, heterocyclische oder aromatische Alkohole oder Phenole genannt, die Substituenten
aufweisen und eine Wertigkeit von 1, 2 oder mehr besitzen können.
Erfindungsgemäß verwendete metallorganische Verbindungen und Komplexverbindungen sollten vorzugsweise
Verbindungen sein, die beim Umsetzen mit 2,4,6-Trimethylphenol 2,4,6-Trimethylphenolat ergeben.
Beispiele für Materialien dieser Art sind z. B. die Reaktionsprodukte von acetylierten Alkalimetallen,
Natriumnaphthalat oder Triphenylmethan mit Alkalimetallen, Reaktionsprodukte von cyclischen Derivaten
von Mono-, Di- oder Tri-äthylenglykoldimethyläther,
wie
P-(CH2-CH2-O)n
mit Alkalimetallen, Hydride, wie NaH und KH, und Metallamide, wie NaNH2 und KNH2.
Beispiele für besonders bevorzugte basische Reagentien sind:
1. Kalium und Natrium,
2. Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumbicarbonat und
Kaliumbicarbonat,
3. Alkoholate, wie Natrium- oder Kalium-methylat, -äthylalkoholat, -n-propylalkoholat, -isopropylalkoholat,
-n-butylalkoholat -isobutylalkoholat, -tert-butylalkoholat, -n-amylalkoholat, -hexylalkoholat,
-2-äthylhexylalkoholat und -dodecylalkoholat,
4. Phenolate, wie Kalium-2,4,6-trimethylphenolat und Natrium-2,4,6-trimethylphenolat,und
5. Hydroxid, Oxid, Carbonat oder Alkoholat von Calcium.
Diese Alkoholate und Phenolate werden nicht nur in der ihnen eigenen festen Form (in kristalliner oder
Pulver-Form), sondern auch in Form von Lösungen verwendet, die in üblicher Weise hergestellt werden.
Bei dem Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens in Gegenwart der obenerwähnten basischen Reagentien
ist es von Vorteil, zusammen mit dem organischen flüssigen Medium oder der wäßrigen Lösung dieses
Materials ein Lösungsmittel zu verwenden, mit dem die genannten basischen Reagentien gelöst werden können.
Erfindungsgemäß sollte man die basischen Reagentien in Mengen von 0,0001 bis 100 Mol, vorzugsweise
bo 0,001 bis 10 Mol und am bevorzugtesten in Mengen von
0,01 bis 5 Mol, bezogen auf 1 Mol des Ausgangsmaterials, einsetzen.
Wenn man ein Alkalimetall- oder Erdalkalimetall- ?,4,6-trimethylphenolat als Ausgangsmaterial verwen-
b5 det, enthält das Reaktionssystem eine ausreichende
Menge des basischen Reagens, so daß es nicht erforderlich ist, weitere basische Reagentien zuzusetzen.
Natürlich ist die Verwendung derartiger Phenolate
als Ausgangsmaterialien auch Gegenstand der Erfindung.
Um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, ist es möglich, ein flüssiges organisches basisches
Material, wie Ammoniak, Dimethylformamid (DMF), Dimethylacetamid (DMAC), N-Methylpyrrolidon
(NMP), Hexamethyiphosphoramid (HMPA) oder Tetramethylharnstoff (TM U). als solche oder in Kombination
mit den obenerwähnten nicht-polaren organischen Medien einzusetzen.
Das flüssige Medium sollte man in Mengen von 0,1 bis 100 Gewichtsteilen, insbesondere 0,5 bis 50 Gewichtsteilen
und am bevorzugtesten in Mengen von 1 bis 10 Gewichtsteilen pro Gewichtsteil des als Ausgangsmaterial
verwendeten Mesitols einsetzen.
ErfindungsgemäB kann der molekuiare Sauerstoff in
irgendeiner Form verwendet werden. Üblicherweise verwendet man daher reinen Sauerstoff, Luft, die durch
Versetzen mit molekularem Sauerstoff eine hohe Sauerstoffkonzentration aufweist normale Luft oder
ein molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas, das mit einem unter den Reaktionsbedingungen inerten Gas,
wie Stickstoff, Helium, Argon oder Methan, verdünnt ist.
Die Temperatur, bei der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, liegt in einem Bereich von
-20 bis 2000C. Wenn sie zu niedrig liegt, vermindert
sich die Mesitol-Urnwandlung, und die Selektivität hinsichtlich 2,4,6-Trimethylchmol nimmt ab. Verwendet
man eine zu hohe Temperatur, so erzielt man eine gesteigerte Umwandlung, während jedoch die Selektivität
abnimmt Demzufolge sind für die Herstellung von 2,4,6-TrimethylchinoI mit guten Umwandlungen und
Selektivitäten Temperaturen im Bereich von — 10 bis
15O0C, insbesondere 0 bis 1200C und bevorzugter 20 bis
100° C, geeignet.
Wie bereits hinsichtlich des Reaktionsdrucks angegeben, ist es bevorzugt, einen so hohen Partialdruck von
molekularem Sauerstoff wie möglich zu verwenden. Aus apparativen und verfahrensmäßigen Gründen kann man
jedoch gute Ergebnisse mit einem Druck erzielen, der im allgemeinen unterhalb 1000 kg/cm2, insbesondere
unterhalb 500 kg/cm2 und am bevorzugtesten unterhalb 300 kg/cm2, liegt Der optimale Druck des molekularen
Sauerstoffs, ausgedrückt als dessen Partialdruck, sollte, wie bereits erwähnt wurde, jedoch mindestens
40 kg/cm2 betragen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann entweder kontinuierlich oder ansatzweise durchgeführt werden.
Hierzu kann man z. B. ein Verfahren verwenden, bei
dem ein Rührkessel (durch den Gas durchgeblasen oder in den Gas eingeleitet wird), eine Kolonne, eine
gepackte Kolonne oder eine Bodenkolonne verwendet wird, oder ein Verfahren, bei dem das Gas und die
Flüssigkeit kontinuierlich im Gegenstrom oder im Gleichstrom miteinander in Berührung gebracht werden.
Wie bereits erwähnt, erhält man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren 2,4,6-Trimethyl-2,5-cyeIohexandien-l-on(2,4,6-Trimethylchinol)der
Formel I
H3C
CH3
H3C
OH
Die Abtrennung des 2,4,6-Trimethyichinols aus der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen
oxidierten Reaktionsmischung erfolgt in üblicher Weise, z. B. durch Neutralisieren der Reaktionsmischung,
Abfiltrieren des rohen 2,4,6-Trimethylchinols, Reinigen des so abfiltrierten 2,4,6-Trimethylchinols
unter Anwendung eines geeigneten organischen Lösungsmittels, wie Petroläther, und gegebenenfalls
Umkristallisieren des erhaltenen 2,4,6-Trimethylchinols aus Wasser.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene 2,4,6-Trimethylchinol kann als solches oder nach der
Reinigung durch Umlagerung in 2,3,6-Trimethylhydrochinon überführt werden.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern.
Beispiele 1 und 2
2 Teile 2,4,6-Trimethylphenol und wäßrigen Lösungen
mit den in der folgenden Tabelle I angegebenen pH-Werten, die aus den ebenfalls in der Tabelle I
angegebenen Verbindungen hergestellt wurden, wurden in einen Autoklaven aus rostfreiem Stahl eingeführt, der
mit einem Gaseinlaß, einem Temperaturschreiber und einem Rührer ausgerüstet war. Die Materialien wurden
bei einer Temperatur von 80°C unter heftigem Rühren während 120 Minuten bei einem Sauerstoffüberdruck
von 100 kg/cm2 umgesetzt Die bei der Gewinnung und
der Analyse der Reaktionsprodukte erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I zusammengefaßt.
Tabelle I | Mittel zum Einstellen des pH-Wertes |
pH | Nicht umgesetztes Ausgangsmaterial (Teile) |
Umwandlung | Nebenprodukt (Teile) |
Selektivität |
Na2CO3 NH4OH |
12 12 |
0,041 0,007 |
97,9 99,7 |
0,754 0,635 |
34,4 28,5 |
|
Beispiel 1 Beispiel 2 |
||||||
Beispiele 3bis6
136 Teile 2,4,6-Trimethylphenol, die in der folgenden
Tabelle II angegebenen Alkalimetallhydroxide und 25 Teile Wasser wurden in einen Autoklaven eingebracht,
der mit einem GaseinlaB, einem Thermometer und einem Rührer ausgerüstet war, worauf Luft oder
Sauerstoff mit den in der folgenden Tabelle angegebenen Drücken eingeführt wurde. Der Zeitpunkt, bei dem
die Innentemperatur 300C erreichte, wurde als Startpunkt
der Reaktion betrachtet, die unter Aufrechterhaltung dieser Temperatur fortgeführt wurde. Die Analysen
der Reaktionsprodukte ergaben die in der folgenden Tabelle II angegebenen Ergebnisse.
ίο
Beispiel Alkalimetall- Reaktions- Zeil
Nr. hydroxyd überdruck
(Teile) (kg/cm2) (Std.)
KOH | (D | LuIt | 120 | 2 |
KOH | (D | Luft | 120 | 15 |
NaOH | (0,7) | Luft | 120 | 2 |
NaOH | (0,7) | Luft | 120 | 4 |
Nicht umge | Neben | Umw:i'v!- | Selektivität | pH |
setztes Aus | produkt | lung | ||
gangsmaterial | ||||
(Teile) | (Teile) | (%) | (%) | |
0,612 | 0,624 | 55,0 | 74,5 | 14 |
0,063 | 0,497 | 95,4 | 34,3 | 14 |
0,791 | 0,275 | 41,9 | 43,2 | 14 |
0,326 | 0,666 | 76,1 | 57,6 | 14 |
Beispiele 7 und 8
8,17 Teile 2,4,6-Trimethylphenol, 6,0 Teile Kaliumhydroxid
und 150 Teile Wasser wurden in einen Autoklaven eingebracht, der mit einem Gaseinlaß,
einem Temperaturschreiber und einem Rührer ausgerüstet war, worauf dieser mit Luft oder Sauerstoff auf
einen Druck von 120 kg/cm2 gebracht wurde. Der
Zeitpunkt, bei dem die Intientemperatur 30°C erreichte,
wurde als Startpunkt der Reaktion betrachtet, worauf die Reaktion unter heftigem Rühren bei dieser
Temperatur durchgeführt wurde. Die Analysen der Reaktionsprodukte ergaben die in der folgenden
Tabelle III angegebenen Ergebnisse.
Luft 120 2
Sauerstoff 120 1
3,876
4,575
4,575
77,9
90,6
90,6
54,5 55,3
Beispiele 9 bis 11
1,36 Teile 2,4,6-Trimethylphenol, 1,0 Gewichtsteile Kaliumhydroxid und die in der folgenden Tabelle IV
angegebenen flüssigen Medien wurden in einen Autoklaven eingeführt, der mit einem Gaseinlaß, einem
Thermometer und einem Rührer ausgerüstet war und der dann mit Luft oder Sauerstoff auf die in der
folgenden Tabelle IV angegebenen Drücke gebracht wurde. Die Reaktion wurde dann während der in der
folgenden Tabelle angegebenen Zeitdauer und bei den dort angegebenen Temperaturen durchgeführt. Die
Analysen der Reaktionsprodukte ergaben die in der folgenden Tabelle IV angegebenen Ergebnisse.
Beispiel Nr. |
Medium | (25) | Temp. | Überdruck | Zeit | Nichtum- gesetztes Ausgangs material |
Neben produkt |
Um wandlung |
Selek tivität |
pH |
(Teile) | (25) | (C) | (kg/cm2) | (Teile) | (Teile) | (%) | (%) | |||
9 | Dimethyl formamid |
(50) | 30 | Luft 115 | 3 Std. | 0,029 | 0,563 | 97,9 | 37,8 | 12 |
10 | Methanol | 30 | Luft 118 | 2 Std. | 1,120 | 0,168 | 17,7 | 62,2 | 13 | |
11 | Dioxan | Raum- temp. |
Sauer- 5 stoff |
80 Min. | 0,509 | 0,385 | 62,6 | 40,4 | 12 | |
Beispiele 12bis 18
136 Teile 2,4,6-TrimethylphenoL 1,0 Teile Kaliumhydroxid,
25 Teile Benzol und die in der folgenden Tabelle V angegebenen Medien wurden in einen Autoklaven
eingebracht, der mit einem Gaseinlaß, einem Thermometer und einem Rührer ausgerüstet war, und wurden
unter den in der folgenden Tabelle angegebenen Bedingungen umgesetzt- Die Analysen der Reaktionsprodukte
ergaben die in der folgenden Tabelle V angegebenen Ergebnisse.
Beispiel | Reaktionsüberdruck | Zeit | Nicht umge | Nebenprodukt | Umwandlung Selektivität | pH | f I |
Nr. | setztes Aus | ||||||
gangsmaterial | |||||||
(kg/cm2) | (Std.) | (Teile) | (Teile) | (0A) (%) |
Beispiel Mit Benzol vermischtes Zeit Reaktions-
Nr. flüssiges Medium überdruck
(Teile) (Std.) (kg/cm2)
Nicht um- Neben- Um- Selek-
gesetztes produkt Wandlung tivität Ausgangsmaterial
(Teile)
(Teile)
Beispiele 19 bis
12 | Methanol | (2,0) | 2 | Luft | 115 | 0,332 | 0,608 | 75,6 | 52,9 | 13 |
13 | Dimethyl formamid |
(6,6) | 16 | Luft | 130 | 0,109 | 0,854 | 91,9 | 61,0 | 13 |
14 | Dimethyl formamid |
(1,3) | 13 | Luft | 115 | 0,159 | 0,697 | 88,3 | 51,9 | 13 |
15 | Dimethyl- sulfoxid |
(1,4) | 3 | Luft | 115 | 0,139 | 0,620 | 89,8 | 45,4 | 13 |
16 | Wasser | (1,6) | 16 | Luft | 120 | 0,233 | 0,690 | 82,9 | 54,7 | 14 |
17 | Sulfolan | (2,2) | 3 | Luft | 110 | 0,199 | 0,562 | 85,4 | 43,3 | 13 |
18 | Tetramethyl harnstoff |
(2,1) | 3 | Luft | 115 | 0,204 | 0,594 | 85,0 | 45,9 | 13 |
45 Teile 2,4,6-Trimethylphenol, 150 Teile Wasser und
10 Teile Natriumhydroxid wurden in einen Autoklaven aus rostfreiem Stahl eingebracht, der mit einem
Gaseinlaß, einem Temperaturschreiber und einem Rührer ausgerüstet war und der dann auf einen
Sauerstoffüberdruck von 100 kg/cm2 gebracht wurde.
Die Reaktion wurde dann bei der in der folgenden Tabelle VI angegebenen Temperatur während der dort
jo angegebenen Zeitdauer durchgeführt. Die bei der Analyse der Reaktionsprodukte erhaltenen Ergebnisse
sind in der folgenden Tabelle VI zusammengefaßt.
Tabelle | VI | Temperatur | Überdruck | 100 | Zeit | Nicht um gesetztes Ausgangs material |
Neben produkt |
Um wandlung |
Selek tivität |
pH |
Beispiel Nr. |
(C) | (kg/cm2) | 100 | (Std.) | (Teile) | (Teile) | (%) | (%) | ||
-10 | Sauerstoff | 100 | 4 | 11,215 | 0,651 | 25,2 | 15,4 | 14 | ||
19*) | 5 | Sauerstoff | 100 | 2 | 28,854 | 12,631 | 37,21 | 67,51 | 14 | |
20 | 10 | Sauerstoff | 100 | 2 | 26,004 | 14,879 | 42,21 | 70,10 | 14 | |
21 | 20 | Sauerstoff | 100 | 2 | 11,460 | 28,226 | 74,53 | 75,32 | 14 | |
22 | 30 | Sauerstoff | 100 | 2 | 4,803 | 30,514 | 89,33 | 67,93 | 14 | |
23 | 60 | Sauerstoff | 100 | 2 | 5,09 | JU,ZO | 89 | 68 | 14 | |
24 | 100 | Sauerstoff | 2 | 2,373 | 27,309 | 95 | 58 | 14 | ||
25 | 150 | Sauerstoff | 0,5 | 0,121 | 20,318 | 99,7 | 40,5 | 14 | ||
26 | ||||||||||
*) In Beispiel 19 wurden 15 Teile des Ausgangsmaterials und 3,3 Teile NaOH verwendet und 20 Teile Natriumchlorid (NaCl)
zu 80 Teilen Wasser zugesetzt
Beispiele 27bis30
Die Reaktion wurde in gleicher Weise, wie in den Beispielen 19 bis 26 beschrieben, durchgeführt mit dem
Unterschied, daß die in der folgenden Tabelle VII angegebenen Temperaturen, Zeiten und Sauerstoffpar-
tialdrücke angewandt wurden. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle VlI zusammengefaßt
VlI | Temperatur | 13 | 23 | Zeit | 14 600 | Neben produkt |
14 | Selek tivität |
pH | |
Tabelle | ( C) | (Std.) | (Teile) | (%) | ||||||
Beispiel Nr. |
30 | Überdruck | 2 | Nicht um gesetztes Ausgangs- malcrial |
14,901 | Um wandlung |
58,73 | 14 | ||
30 | (kg/cm2) | 2 | (Teile) | 25,166 | (%) | 66,0 | 14 | |||
27 | 30 | O2: 20 | 2 | 22,299 | 28,61 | 50,45 | 66,7 | 14 | ||
28 | 30 | O2: 50 | 2 | 10,912 | 31,251 | 75,8 | 70,0 | 14 | ||
29 | O2: 70 | 6,631 | 85,3 | |||||||
30 | O2: 100 | 5,069 | 88,3 | |||||||
Beispiele 31 bis40
In gleicher Weise, wie in den Beispielen 19 bis 26 beschrieben, wurde die Reaktion durchgeführt mit dem
Unterschied, daß die in der folgenden Tabelle VIII
angegebenen Temperaturen, Zeiten und Alkalimengen eingesetzt wurden. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse
sind in der folgenden Tabelle VIII zusammengefaßt.
Beispiel NaOH
(g)
Temp.
Überdruck
(kg/cnr)
Zeit Nicht um- Nebengesetztes produkt
Ausgangsmaterial
Ausgangsmaterial
(Std.) (Teile) (Teile)
Um- Selek-
wandlung tivilät
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
32
33
34
35
36
37
38
39
40
10
12
14
16
20
20
20
30
30
30
30
30
30
30
10
20
30
30
30
30
30
30
30
10
20
30
Sauerstoff Sauerstoff Sauerstoff Sauerstoff Sauerstoff Sauerstoff Sauerstoff
Sauerstoff Sauerstoff Sauerstoff
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
24,358
17,018
9,129
4,825
3,172
3,177
2.912
30,678
22,534
7,970
17,75
23,40
28,08
30,66
30,22
26,86
25,85
9,575
15,379
23,85
23,40
28,08
30,66
30,22
26,86
25,85
9,575
15,379
23,85
45,8 62,2 79,8 89,3 92,5 92,9 93,5 31,8 50,0 82,3
68,4
74,8
69,9
68,3
64,7
57,0
55,0
59,78
61,16
57,6
14 14 14 14 14 14 14 14 14 14
45 Teile 2,4,6-Trimethylphenol, 10 Teile Natriumhydroxid
und 150 Teile Wasser (pH-Wert: 14) wurden in einen Autoklaven aus rostfreiem Stahl eingebracht der
mit einem Gaseinlaß, einem Temperaturschreiber und einem Rührer ausgerüstet war und auf einen Sauerstoffdruck
von 100 kg/cm2 G gebracht wurde. Die Reaktion
wurde dann während 120 Minuten und bei 30° C durchgeführt, wobei der Druck auf 83 kg/cm2 G
vermindert wurde. Das Reakiiöfiipröuuki würde dann
entnommen und zweimal mit 150 g Benzol unter Schütteln extrahiert. Aus der Benzolphase erhielt man,
wie die Analyse zeigte, 31,130 Teile 4-Hydroxy-2,4,6-trimethyl-24-cyclohexadien-l-on
und 3,866 Teile nichtumgesetztes 2,4,6-Trimethylphenol, während man aus
der Wasserphase 0,705 Teile 4-Hydroxy-2,4,6-trimethyl-2^-cyclohexadien-l-on
und 0,090 Teile nicht-umgesetz- to tes 2,4,6-Trimethylphenol erhielt Diese Analysen stehen
für eine Umwandlung von 91,2% und eine Selektivität von 69,4%. Durch Vertreiben des Benzols aus der
Benzollösung und Einengen des so erhaltenen Benzols erhielt man 34 Teile eines öligen Produkts. Dieses ölige
Produkt bestand zu 92^% aus 4-Hydroxy-2,4,6-trimethyl-24-cyclohexadien-l-on
und 9,6% aus 2,4,6-TrimethylphenoL
die oben angegebenen 34 Teile des öligen Produkts in 714 Teilen Petroläther gelöst worauf
die Lösung mit einer Trockeneis/Methanol-Mischung gekühlt wurde. Die in dieser Weise gebildeten weißen
Kristalle wurden abfiltriert wobei man 25,5 Teile schwachgelblicher Kristalle erhielt Dieses Verfahren
wurde zweimal wiederholt wobei man 22,6 Teile weißes kristallines 4-Hydroxy-2,4,6-Trimethyl-2,5-cyc!ohexadien-1-on
erhielt F = 42,8° G Die mit Hilfe der infraroispckiren (I.R-) und der kemrnagneiischen
Resonanzspektren (NMR) erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.
LR.
N.M.R. <5 (ppm)
3260 cm"1 iO-H) 6,5 (m. H in den
3- und 6-SteIlungen)
1670 cm"' (C=O) 3,7 (w. H der -OH-Gruppe
in der 4-Stellung)
1630 cm"1 (C=C) 1,75 (s. CH3 in den
2- und 6-Stellungen)
1,35 (s. CH3 in der 4-Stellung)
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von 4-Hydroxy-2,4,6-trimethyl-23-cyclohexadien-l-on
durch Oxidation von 2,4,6-Trimethylphenol, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Oxidation mit molekularem Sauerstoff oder einem molekularen Sauerstoff
enthaltenden Gas bei einem Sauerstoffpartialdruck von mindestens 5 kg/cm2 und einer Temperatur von
—20 bis 2000C in Gegenwart von Wasser, einem inerten organischen flüssigen Medium oder deren
Mischungen mit einem pH-Wert von oberhalb 11
durchführt und als Ausgangsmaterial gegebenenfalls auch die Alkali- oder Erdalkalisalze des eingesetzten
2,4,6-Trimethylphenols verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert durch Verwenden eines
basischen Mittels, wie eines Alkalimetalls, eines Erdalkalimetalls und/oder einer Verbindung dieser
Metalle, eingestellt wird.
A. Ein Verfahren, bei dem 2,4,6-Trimethylphenol der Formel III
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JP3016072A JPS4897847A (de) | 1972-03-25 | 1972-03-25 |
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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BE (1) | BE797213A (de) |
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---|---|---|---|---|
FR2368458A1 (fr) * | 1976-10-25 | 1978-05-19 | Rhone Poulenc Ind | Procede de preparation d'hydroxy-4 alcoyl-4 cyclohexadiene-2,5 one-1 |
JPS591694B2 (ja) * | 1981-12-28 | 1984-01-13 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 4−ヒドロキシ−2,4,6−トリメチルシクロヘキサ−2,5−ジエン−1−オンの製造法 |
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---|---|---|---|---|
US3631185A (en) * | 1970-04-10 | 1971-12-28 | Consolidation Coal Co | Synthesis of 2 4 6-tri-t-butyl-4-methoxycyclohexa-2 5-dien-1-one |
-
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-
1973
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- 1973-03-26 BR BR216173A patent/BR7302161D0/pt unknown
Also Published As
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---|---|
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |