DE2329145A1 - Tertiary acetylenic alcohols prodn - by reacting ketones with acetylene in liquid ammonia in the presence of alkai catalysts - Google Patents
Tertiary acetylenic alcohols prodn - by reacting ketones with acetylene in liquid ammonia in the presence of alkai catalystsInfo
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Abstract
Description
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON TERTIÄREN AZETYLENALKOHOLEN Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von tertiären Azetylenalkoholen. PROCESS FOR THE PREPARATION OF TERTIARY ACETYLENE ALCOHOLS The present Invention relates to processes for the preparation of tertiary acetylene alcohols.
Tertiäre Azetylenalkohole kommen als das wichtigsto Ausgangsprodukt auf mehreren Gebieten der chemischcn Produktion, z.B. bei der Synthese von hochreinem Isopren, verschiedener Monomeren, Duftstoffen, ArzneimitteLn, Vitaminen u.a. zur Verwendung. Tertiary acetylene alcohols come as the most important starting product in several areas of chemical production, e.g. in the synthesis of highly pure Isoprene, various monomers, fragrances, drugs, vitamins, etc. Use.
Bekannt sind Verfahren zur Herstellung von tertiären Azetylenalkoholen durch Umsetzung von Azetylen mit Ketonen in Anwesenheit von Alkalikatalysatoren in flüssigem Ammoniak, die allgemein durch folgende Formel dargestellt werden konnen: worin R11 R2 gleiche oder verschiedene Alkylsubstituenten sind.Processes are known for the production of tertiary acetylene alcohols by reacting acetylene with ketones in the presence of alkali catalysts in liquid ammonia, which can generally be represented by the following formula: wherein R11 R2 are identical or different alkyl substituents.
Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von Dimethyläthynylkarbinol durch Umsetzung von Ketonen mit Azetylen (s. A process for the production of dimethylethynyl carbinol is known by reacting ketones with acetylene (see Sect.
UdSSR-Urheberschein Nr. 186449).USSR copyright certificate No. 186449).
Als Katalysatoren dienen Alkalihydroxyde in Form ihrer wäßigen Lösungen. Alkali hydroxides in the form of their aqueous solutions serve as catalysts.
Man erhält das Reaktionsgemisch, indem man Azetylen unter 0,4 at Oberdruck im auf eine Temperatur von -45 bis -50°C abgekühlten Azeton-Ammoniak-Gemisch löst. Das erhaltene Gemisch wird in einen mit einem Rührwerk ausgerüsteten Reaktor aufgegeben, in den auch die wäßrige Katalysatorlösung in einer Menge von 5 Gew.%, bezogen auf das Ketongewicht, gleiche tig eingebracht wird. Die Reaktion erfolgt bei einer zwischen -40 bis +400C liegenden Temperatur. Nach beendeter Reaktion drosselt man das erhaltene Gemisch und treibt daraus den Sm-Ammoniak ab, wonach man den im Reaktionsgemisch vorhandenen Katalysator neutralisiert. Das Isolieren des Endprodukts, des Dimethyläthinylkarbinols, wird nach einem bekannten Verfahren z .B. durch Rektifizierung, verwirklicht. The reaction mixture is obtained by adding acetylene below 0.4 at Upper pressure in the acetone-ammonia mixture cooled to a temperature of -45 to -50 ° C solves. The mixture obtained is placed in a reactor equipped with a stirrer abandoned, in which the aqueous catalyst solution in an amount of 5 wt.%, based on the ketone weight, the same tig is introduced. The reaction takes place at a temperature between -40 and + 400C. After the reaction has ended, throttles the mixture obtained and drives off the Sm-ammonia therefrom, after which the im Catalyst present in the reaction mixture is neutralized. Isolating the end product, of Dimethyläthinylkarbinols, is z .B by a known method. through rectification, realized.
Das Verfahren hat den Nachteil, daß der technologische Prozeß kompliziert ist, weil es megen Bildung des heterogenen Ausgangsreaktionsgemisches notwendig ist, ein inniges Zwangsvermischen durchzuführen und damit ein Apparat mit Schirmmotor anzuwenden. The method has the disadvantage that the technological process is complicated is because there is megen formation of the heterogeneous Starting reaction mixture is necessary to carry out an intimate forced mixing and thus an apparatus to be used with a screen motor.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der genannten Nachteile. The purpose of the present invention is to eliminate the above Disadvantage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Arbeitsbedingungen.im Verfahren zur Herstellung von tertiären Azetylenalkoholen der allgemeinen Formel R1R2C(OH)C =CH, worin gleiche oder verschiedene Alkylsubstituenten sind, durch Umsetzung von Ketonen der allgemeinen Formel R1R2C=O, worin R1,R2 gleiche oder verschiedene Alkylsubstituenten bedeuten, mit Azetylen in wäßigem Ammoniak in Anwesenheit eines Alkalikatalysatore bei einer erhöhten Temperatur unter anschließender Ammoniakentfernung dadurch zu verändern, daß man den im Reaktionsgemisch vorhandenen Alkalikatalysator neutralisiert und das Endprodukt isoliert. The invention is based on the object Arbeitsbedingungen.im Process for the production of tertiary acetylene alcohols of the general formula R1R2C (OH) C = CH, in which the same or different alkyl substituents are, by reaction of Ketones of the general formula R1R2C = O, in which R1, R2 are identical or different alkyl substituents mean with acetylene in aqueous ammonia in the presence of an alkali catalyst at an elevated temperature with subsequent ammonia removal as a result change so that the alkali catalyst present in the reaction mixture is neutralized and isolate the final product.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Umsetzung von Ketonen mit Azetylen zwischen 20 und 600C erfolgt, während die genannten Katalysatoren in Form einer alkoholischen Lösungen derselben in aliphatischen Alkoholen zur Verwendung kommen. According to the invention, this object is achieved in that the implementation of ketones with acetylene between 20 and 60 ° C takes place, while the catalysts mentioned in the form of an alcoholic solution thereof in aliphatic alcohol for use come.
Durch Anwendung alkoholischer Lösungen von Alkalikataly satoren, die sich im Gemisch von flüssigem Ammoniak und Keton lösen, bildet sich ein Reaktionsgemisch, welches eine nomcgene Lösung oder beständige Emulsion darstellt. By using alcoholic solutions of alkali catalysts, which dissolve in the mixture of liquid ammonia and ketone, a reaction mixture forms, which is a common solution or permanent emulsion.
Löst sich das Ausgangsketon in flüssigem Ammoniak ni@@t. If the starting ketone dissolves in liquid ammonia ni @@ t.
so wird der aliphatische Alkohol zugesetzt, der zum Lösen von Keton in flüssigem Ammoniak notwendig ist.so the aliphatic alcohol is added to dissolve the ketone in liquid ammonia is necessary.
Ist das Endprodukt wasserunlöslich, so ist es zweckmäßig, das Reaktionsgemisch nach dem Ammoniakabtrieb mit Wasser zu waschen statt zu neutralisieren. If the end product is insoluble in water, it is advisable to add the reaction mixture to wash with water instead of neutralizing after the ammonia expulsion.
Als aliphatische Alkohole können 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthaltende Alkohole sowie Azetylenalkohole, die durch die Reaktion anfallen, zur Verwendung kommen. Aliphatic alcohols containing 1 to 6 carbon atoms can be used Alcohols as well as acetylene alcohols produced by the reaction are for use come.
Die Durchführung des Vorgangs unter homogenen Bediagungen nach dem erfindungs'emaßen Verfahren im Vergleich mit dem bekannten macht es also möglich, den technologischen Ablauf wesentlich zu vereinfachen. Es ist ein geringerer Verbrauch an Katalysator erforderlich, und damit wird eine geringere Neutralisationsmittelmenge verbraucht. Die Auswahl von Alkalikatalysatoren beim erfindungsgemäßen Verfahren ist außerdem bedeutend größer, weil alkoholische Lösungen derselben verwendet werden. Die Reaktion läßt sich noch mehr unter Bedingungen durchführen, wenn das Gemisch den Reaktor vollständig ausfüllt und keine Gasphase bildet. Wegen Abwesenheit der Gasphase wird die Betriebssicherheit des VerfShrens erhöht. Carrying out the process under homogeneous conditions according to the method according to the invention in comparison with the known makes it possible to simplify the technological process significantly. It's a lower consumption of catalyst is required, and thus a smaller amount of neutralizing agent is required consumed. The selection of alkali catalysts in the process of the invention is also significantly larger because alcoholic solutions of the same are used. The reaction can be carried out even more under conditions if the mixture completely fills the reactor and does not form a gas phase. Because of the absence of the The operational reliability of the process is increased in the gas phase.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird wie folgt durchgeführt. The method according to the invention is carried out as follows.
Das Verfahren kann sowohl kontinuierlich als auch periodisch durchgeführt werden. The process can be carried out either continuously or periodically will.
Man erhält das Ausgangsreaktionsgemisch, indem man Azetylen unter etwa 0,4 at Uberdruck in dem auf eine Temperatur von -45 bis -50° C abgekühlten Keton-Ammoniak-Gemisch löst. The starting reaction mixture is obtained by adding acetylene under about 0.4 at overpressure in the cooled to a temperature of -45 to -50 ° C Ketone-ammonia mixture dissolves.
Man nimmt Ausgangsbestandteile,ausgehend von etwa 1 Mol Azetylen je 2,5 bis 4 Mol Ammoniak und 1 Mol Keton. Das erhaltene Gemisch wird dem Reaktor gleichzeitig mit alkoholischer Katalysatorlösung zugeführt. Die alkoholische Katalysatorlösung kann auch dem Ausgangsgemisch von Ammoniak und Keton vor seiner Sättigung mit Azetylen zugesetzt werden.You take starting ingredients, starting from about 1 mole of acetylene each 2.5 to 4 moles of ammonia and 1 mole of ketone. The mixture obtained is sent to the reactor at the same time supplied with alcoholic catalyst solution. The alcoholic catalyst solution can also use the starting mixture of ammonia and ketone before its saturation with acetylene can be added.
Bei der anderen Ausführungsform können alle Ausgangsbestandteile und die alkoholische Katalysatorlösung dem Reaktor sofort ohne vorherige Zubereitung des Ausgangsreaktionsgemisches zugeführt werden. In the other embodiment, all of the starting ingredients and the alcoholic catalyst solution to the reactor immediately without prior preparation of the starting reaction mixture are supplied.
Die Reaktion erfolgt zwischen 20 und 600 C bei erhöhtem Druck (20 bis 30 atm) während 5 bis 60 Minuten. Der Umwandlungsgrad von Keton erreicht 70 bis 95 %. Nach beendeter Reaktion drosselt man das erhaltene Gemisch bis Atmosphärendruck, treibt Ammoniak ab, das ins Verfahren zurückgeführt wird, neutralisiert den im Reaktonagemisch vorhandenen Alkalikatalysator oder wäscht das Reaktionsgemisch mit Wasser dann, wenn das Endprodukt wasserunlöslich ist. Das nicht umgesetzte, durch Destillation isolierte, Keton wird ins Verfahren auch zurUckgeführt. The reaction takes place between 20 and 600 C at increased pressure (20 up to 30 atm) for 5 to 60 minutes. The degree of conversion of ketone reaches 70 up to 95%. After the reaction has ended, the mixture obtained is throttled to atmospheric pressure, drives off ammonia, which is fed back into the process, neutralizes the in the reaction mixture existing alkali catalyst or washes the reaction mixture with water then, when the end product is insoluble in water. The unreacted, by distillation isolated, ketone is also returned to the process.
Das Reaktionsgemisch aus dem Reaktor läßt sich ohne jegliche Behandlung wiederholt mit Azetylen bei einer Temperatur von -45 bis -500C sättigen und ins Verfahren wieder zurückführen, Dadurch wird der Umwandlungsgrad von Keton erhöht, ohne daß der Azetylengehalt des Ausgangsgemisches sunimmlt, was die Explosionssicherheit des Vrrfahrens steigert. The reaction mixture from the reactor can be without any Repeatedly saturate the treatment with acetylene at a temperature of -45 to -500C and feed it back into the process, thereby increasing the degree of conversion of ketone increased without the acetylene content of the starting mixture sunimmlt, which increases the explosion safety of the process increases.
Die Reaktion kann man unter Bedingungen durchführen, wenn das Gemisch den Reaktor vollständig ausfüllt und keine Gasphase bildet. Durch Abwesenheit der Gasphase im Reaktor wird die Betriebssicherheit des Verfahrens auch erhöht. The reaction can be carried out under conditions when the mixture completely fills the reactor and does not form a gas phase. In the absence of the Gas phase in the reactor, the operational reliability of the process is also increased.
Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung werden folgende konkrete Beispiele angeführt, Beispiel 1 Man erhält das Ausgangsreaktionsgemisch, indem man 6,5 kg Azetylen unter 0,4 at ueberdruck im Gemisch löst, das 12 kg Azeton und 13,5 kg flüssiges Ammoniak enthält und auf eine Temperatur von -45 bis -500C abgekühlt ist. Das Reaktionsgemisch wird dem Reaktor kontinuierlich zugeführt, in den der Katalysator und zwar 42 g KOH, gelöst in 560 g Dimethyläthynylkarbinol, gleichzeitig gelangt. Die Reaktion erfolgt bei 55°C während 17 Minuten. Nach beendeter Reaktion drosselt man das erhaltene Gemisch bis Atmosphärendruck, treibt Ammoniak daraus ab, neutralisiert den Alkalikatalysator, der im Gemisch vorhanden ist, und isoliert Dimethyläthynylkarbinol durch Rektifizierung des Gemisches. Man erhält 10,44 kg dukt, d.h. 60,7 %, bezogen auf das genommene Azeton. For a better understanding of the present invention, the following are made specific examples given, Example 1 The starting reaction mixture is obtained by dissolving 6.5 kg of acetylene under 0.4 atm overpressure in the mixture, the 12 kg of acetone and 13.5 kg of liquid ammonia and at a temperature of -45 to -500C has cooled down. The reaction mixture is fed continuously to the reactor, in the catalyst, namely 42 g of KOH, dissolved in 560 g of dimethylethynyl carbinol, arrived at the same time. The reaction takes place at 55 ° C. for 17 minutes. After finished Reaction throttles the resulting mixture to atmospheric pressure, drives ammonia from it, neutralizes the alkali catalyst that is present in the mixture, and isolates dimethylethynyl carbinol by rectifying the mixture. You get 10.44 kg product, i.e. 60.7%, based on the acetone taken.
Beispiel 2 Das Reaktionsgemisch, welches 1 Mol Azeton, 3,7 Mol flüssiges Ammoniak, 1 Mol Azetylen und 5 g Ätzkali in 20 g Äthylalkohol enthält, wird im Reaktor bei 600 C während 8 Minuten erwärmt. Nach den Angaben der chromatographischen Analyse beträgt der Umwandlungsgrad von Dimethyläthynylkarbinol 82 %. Example 2 The reaction mixture, which 1 mole of acetone, 3.7 moles of liquid Ammonia, 1 mole of acetylene and 5 g of caustic potash in 20 g of ethyl alcohol is used in the reactor heated at 600 C for 8 minutes. According to the indications of the chromatographic analysis the degree of conversion of dimethylethynylcarbinol is 82%.
Beim Ersetzen von Ätzkali durch Alkoholat in Äthylalkohol erreicht der Umwandlungsgrad 95 %.Achieved when replacing caustic potash with alcoholate in ethyl alcohol the degree of conversion 95%.
Beispiel 3 Das Reaktionsgemisch, welches 1 Mol Methylheptenon, 4 Mol flüssiges Ammoniak, 1 Mol Azetylen, 5 g Ätzkali in 20 g Methanol enthält, wird im Reaktor bei 550 C während 10 Minuten erwärmt. Nach Angaben der chromatographischen Analyse beträgt der Umwandlungsgrad von Methylheptenon in 2,6-Dimethylokten-2-in-7-ol-6 95 %. Example 3 The reaction mixture which contains 1 mol of methylheptenone, 4 Mole of liquid ammonia, 1 mole of acetylene, 5 g of caustic potash in 20 g of methanol contains heated in the reactor at 550 C for 10 minutes. According to the chromatographic Analysis shows the degree of conversion of methylheptenone into 2,6-dimethyloctene-2-yn-7-ol-6 95%.
Beispiel 4 Das Reaktionsgemisch, welches 1 Mol Azeton, 4 Mol flüssiges Ammoniak, 1 Mol Azetylen und 1,2 g (CH3)4NOH in 5 g Methanol enthält, wird im Reaktor bei 470 C während 8 Minuten erwärmt. Der Umwandlungsgrad, bezogen auf das Azeton, beträgt 45 5'. Example 4 The reaction mixture, which 1 mole of acetone, 4 moles of liquid Ammonia, 1 mole of acetylene and 1.2 g of (CH3) 4NOH in 5 g of methanol is added to the reactor heated at 470 C for 8 minutes. The degree of conversion, based on the acetone, is 45 5 '.
Beispiel 5 bis 7 Beim Erwärmen des Reaktionsgemisches von der im Beispiel 4 angegebenen Zusammensetzung in Anwesenheit 2,7 G;ev.% (CH3)4NOCH3 als 20%ige Methanollösung betrug die Ausbeute an Dimethyläthynylkarbinol 95%. Bei der Anwendung 3,5 Gew.% (CH3)4NO(n-C3H7) als Katalysator (in Form von 20%iger Lösung in n-C3H7OH) betrug die Ausbeute an Dimethyläthynylkarbinol 66%. Benutzt man als Katalysator 2,7% C6H5CH2N(CH3)3 OH in Form seiner 20%igen Lösung in Isopropylalkohol, so betragt die Ausbeute an Dimethyläthynylkarbinol 97%. Example 5 to 7 When the reaction mixture is heated from the im Example 4 specified composition in the presence of 2.7 G; possibly% (CH3) 4NOCH3 as 20% strength methanol solution, the yield of dimethylethynyl carbinol was 95%. In the Use 3.5% by weight (CH3) 4NO (n-C3H7) as a catalyst (in the form of a 20% solution in n-C3H7OH) the yield of dimethylethynyl carbinol was 66%. Used as a Catalyst 2.7% C6H5CH2N (CH3) 3 OH in the form of its 20% solution in isopropyl alcohol, the yield of dimethylethynyl carbinol is 97%.
Beispiel 8 Das Reaktionsgemisch, bestehend aus 0,3 Mol flüssigem Ammoniak, 0,155 Mol Azetylen, 21,4 g (0,1 Mol) 2,6-Dimethyldekanon-l0 und 0,5 Ätzkali in 10 g Isopropylalkohol, wurde bei 260C im Reaktor während 40 Minuten erwärmt. Nach den Lagaben der chromatographischen Analyse beträgt der Gehalt an 2,6,10-Trimethyldodezin-11-Cl-10 92,4%. Example 8 The reaction mixture consisting of 0.3 mol of liquid Ammonia, 0.155 mole acetylene, 21.4 g (0.1 mole) 2,6-dimethyldekanon-10 and 0.5 caustic potash in 10 g of isopropyl alcohol, was heated at 260C in the reactor for 40 minutes. According to the results of the chromatographic analysis, the content of 2,6,10-trimethyldodecine-11-Cl-10 is 92.4%.
Beispiel 9 Das Reaktionsgemisch, bestehend aus 0,3 Mol flüssigem Ammoniak, 0,155 Mol Azetylen, 0,1 Mol 2,6,10-Trimethylpentadekanon-14, 0,5 g Ätzkali in 15 g Isobutanol, wurde bei 250C im Reaktor während 1 Stunde erwärmt. Nach den Angaben der chromatographischen Analyse beträgt der Gehalt an 2,6,10,14-Tetramethylhexadezin-15-Ol-14 91,7%. Example 9 The reaction mixture consisting of 0.3 mol of liquid Ammonia, 0.155 moles of acetylene, 0.1 moles of 2,6,10-trimethylpentadecano-14, 0.5 g of caustic potash in 15 g of isobutanol, was heated at 250C in the reactor for 1 hour. After the According to the chromatographic analysis, the content of 2,6,10,14-tetramethylhexadecine-15-ol-14 is 91.7%.
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