DE2434845B2 - Elektrochemische herstellung aromatischer oder aromatisch-heterocyclischer alkansaeureester - Google Patents
Elektrochemische herstellung aromatischer oder aromatisch-heterocyclischer alkansaeureesterInfo
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Description
IR1R2RjNH]- [0OCR4]
verwendet, in der die Reste Ri, R^ und R 3
Wasserstoffatome und/oder Alkylgruppen mit 1 bis 8 C-Atomen bedeuten, wobei wenigstens 2 der Reste
R1 bis R3 Alkylgruppen sind und R« ein Wasserstoffatom
oder ein Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen ist und das Leitsalz nach der anodischen Acyloxylierung
durch !Destillation zurückgewinnt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Leitsalze verwendet, die als Reste
Ri, Rs und Rj Alkylgruppen enthalten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Leitsalz Trimethylammoniumformiat,
Trimethylammoniumacetat oder Triäthylammoniumacetat verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als aromatische Verbindung
Naphthalin, 2-Methylnaphthalin oder 1-Chlornaphthalin
verwendet.
35
Diese Erfindung betrifft ein neues elektrochemisches Verfahren zur Herstellung aromatischer oder aromatisch-heterocyclischer
Alkansäureester.
Die elektrochemische Herstellung aromatischer Ester durch anodische Acyloxylierung von Aromaten ist z. B.
Bus der britischen Patentschrift 10 21 908 bekannt. Bei einer technischen Durchführung dieses Verfahrens
erschweren die in größeren Mengen benötigten Leitsalze, wie Natrium- oder Kaliumacetat, die Isolierung
der Verfahrensprodukte und die Rückgewinnung der nicht umgesetzten Reaktionsteilnehmer, die um-Ständliche
und aufwendige Abtrennungsoperationen erforderlich machen.
Es wurde nun gefunden, daß sich die elektrochemische Herstellung aromatischer oder aromatisch-heterocyclischer
Alkansäureester durch anodische Acyloxylie- s.s
rung aromatischer oder aromatisch-heterocyclischer Verbindungen mit einer niedrigmolekularen Alkansäure
in Gegenwart eines Leitsalzes erheblich vorteilhafter durchführen läßt, wenn man als Leitsalz eine Verbindung
der Formel
[R1R2R3NH] [OOCR4]
verwendet, in der die Reste R,, R: und R1 Wasserstoff- f,5
atome und/oder Alkylgruppen mit 1 bis 8 C-Atomen bedeuten, wobei wenigstens 2 der Reste R, bis R3
Alkylgruppen sind und R4 ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen ist und das Leitsalz nach
der anodischen Acyloxylierung durch Destillation zurückgewinnt.
Als Aromaten können für das erfindungsgemäße Verfahren sowohl ein- als auch mehrkernige Verbindungen,
wie Benzolderivate, Naphihaüne, Anthracene, Phenanthrene. Acenaphthene, Acenaphthylene, Tetracene,
Perylene und Chrysene verwendet werden. Geeignete Benzolderivate sind beispielsweise solche,
die eine oder mehrere Alkylgruppen besitzen. Daneben lassen sich auch Benzolderivate acyloxylieren, die eine
oder mehrere Aryl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Halogen-, Acyloxy- bzw. Acylaminogruppen besitzen. Benzolderivate
mit Alkylgruppen sind z. B. Toluol, Xylole, Äthylbenzole, Trimethylbenzole, Durol, Peirta- und
Hexamethylbenzol; Benzolderivate mit verzweigten Alkylgruppen sind z. B. Isopropylbenzole; Benzolderivate
mit Arylgruppen, z. B. Biphenyle; Benzolderivate mit Alkoxy- und Aryloxygruppen, z. B. Methoxy-,
Äthoxy- und Propoxybenzol; Benzolderivate mit Halogengruppen, z. B. Chlorbenzol, und Benzolderivate mit
Acyloxy- bzw. Acyiaminogruppen, z. B. Monoacetoxytoluol
bzw. Acetanilid.
Beispiele für mehrkernige Aromaten sind Naphthalin und Naphthalinderivate, die Alkyl-, Alkoxy-, Acyloxy-,
Acylamino-, Halogen-, Cyano-, Nitro- und Sulfonsäureestergruppen tragen können, oder auch Carbocyclen,
die z. B. 5-Ringe, wie Indane oder Indene, enthalten. Beispielsweise kommen
Naphthalin, 1 - oder 2-Methylnaphthalin,
1-Chlornaphthalin, 1-Nitronaphthalin,
Naphthylacetat, l-Acetoxy-2-methylnaphthalin
und 1 - Acetoxy-3-methylnaphthalin
in Betracht. Es lassen sich auch aromatisch-heterocyclische Verbindungen, wie Chinoline oder Benzofurane, für die erfindungsgemäße Acyloxylierung heranziehen.
1-Chlornaphthalin, 1-Nitronaphthalin,
Naphthylacetat, l-Acetoxy-2-methylnaphthalin
und 1 - Acetoxy-3-methylnaphthalin
in Betracht. Es lassen sich auch aromatisch-heterocyclische Verbindungen, wie Chinoline oder Benzofurane, für die erfindungsgemäße Acyloxylierung heranziehen.
Für das neue Verfahren sind von den genannten aromatischen Verbindungen Naphthalin, 2-Methylnaphthalin
und 1-Chlornaphthalin als Ausgangsstoffe von besonderem technischem Interesse.
Die zur Acyloxylierung verwendeten niedermolekularen Alkansäuren, die zugleich als Lösungsmittel für die
umzusetzenden aromatischen bzw. heterocyclischen Verbindungen dienen, sind vorzugsweise Alkansäuren
mit 1 bis 6 C-Atomen, deren Alkylreste auch verzweigt sein können. Beispielsweise seien Ameisen-, Essig-,
Propion-, Butter-, Valerian-, Isovalerian- sowie Capronsäure genannt. Die Verwendung von Ameisensäure,
Essigsäure und Propionsäure ist von besonderem technischem Interesse.
Die Leitsalze der Formel
Die Leitsalze der Formel
[R1R2R3NH]' [0OC-R4]
enthalten als Reste Ri, R2 und R3 Wasserstoffatome
und/oder Alkylgruppen mit 1 bis 8 C-Atomen, wobei wenigstens zwei der Reste Rt bis R3 Alkylgruppen sind.
Die Alkylgruppen können geradkettig oder verzweigt sein. Beispielsweise kommen Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-,
iso-Propyl-, η-Butyl-, Isobutyl-, n-Hexyl- und n-Octylgruppen
in Betracht. Der Rest R4 steht für ein Wasserstoffatom oder einen geradkettigen oder verzweigten
Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, wie einen Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl- oder
Isobutylrest.
Als Verbindungen der genannten Art seien beispielsweise genannt:
Trimethylammoniumforrniat,
Trimethyiammoniumacmt
Trimethylamrnoniumpropionat,
Triäthylammoniumformiat,
Triäthylamimoniumacetat, s
Triäthylammoniumpropionat,
Tri-n-butylammoniuimacetat.
Dimethyiamnioniumfonniat,
Diäthylammoniumformiat,
Dimethylamrnoniumacetat, Diäthylammoniumacetat und
Dimethylamrnoniumpropionat.
Man kann diese Verbindungen auf einfache Weise durch Zugabe (bzw. Einheiten bei gasförmigen Aminen) der Amine der Formel ι s
Man kann diese Verbindungen auf einfache Weise durch Zugabe (bzw. Einheiten bei gasförmigen Aminen) der Amine der Formel ι s
R1R2R3N
zu der überschüssigen Alkansäure der Formel
R1COOH
R1COOH
2 G
herstellen.
Der erhebliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik beruht
auf der überraschenden Feststellung, daß man die Reaktionsgemische nach der Elektrolyse durch einfache
Destillation aufarbeiten kann. Dabei lassen sich die Leitsalze der obengenannten Formel, in der die Reste
Ri, Rj und R3 Alkylreste bedeuten, durch Destillation
leicht abtrennen und für einen erneuten Ansatz zurückführen. Die Leitsalze der obengenannten Formel,
in der Ri und/oder R2 und/oder R3 ein Wasserstoffatom
bedeuten, lassen sich auch durch Destillation leicht abtrennen, können jedoch nicht unverändert zurückgewonnen
werden, da sie bei der Destillation durch Wasserabspaltung in die entsprechenden Carbonsäureamide
übergehen. 1st beispielsweise R3 = H, so kann diese Reaktion folgendermaßen verdeutlicht werden:
R1R2NHi OOC — R4 _
R1R2N - CO - R4
Die erfindungsgemäße anodische Acyloxylierung wird bevorzugt in ungeteilten Zellen durchgeführt. Es
können aber auch geteilte Zellen verwandt werden, wenn beispielsweise Ausgangs- oder Endprodukt der
Synthese unter den Versuchsbedingungen kathodisch reduziert werden kann. Bei Verwendung ungeteilter
Zellen werden bevorzugt solche mit geringen Elektrodenabständen, beispielsweise mit 0,25 bis 2 mm Elektrodenabstand,
verwandt, um eine möglichst geringe Zellspannung zu erreichen. Als Anoden werden
bevorzugt Graphit-, PbO2- oder mit PbO2 beschichtete
Elektroden sowie Edelmetallelektroden, wie Pt- oder Au-Elektroden, verwendet. Als Kathoden können
beispielsweise Graphit-, Eisen-, Stahl- oder Bleielektroden eingesetzt werden. Als Elektrolyt dient eine Lösung
der aromatischen oder heterocyclischen Verbindung in der Alkansäure, der die zu einer ausreichenden
Leitfähigkeit benötigte Menge an destillierbarem Leitsalz zugesetzt wird. Die Konzentration der aromatisehen
Verbindung ist durch ihre Löslichkeit in dem Alkansäureleitsalzgemisch begrenzt.
Beispielsweise hat der Elektrolyt folgende Zusammensetzung:
5 bis 60 Gewichtsprozent der aromatischen oder heterocyclischen Verbindung, 5 bis 70 Gewichtsprozent
der Alkansäure, 1 bis 20 Gewichtsprozent des Leitsalzes und 0 bis 50 Gewichtsprozent eines
Kolösunesmittels.
Im Fall von Naphthalin bzw. 2-Methylnaphihalin
enthält der Elektrolyt beispielsweise zwischen 5 und 45 Gewichtsprozent an aromatischer Verbindung. Um
hohe Ra'sm-Zeit-Ausbeuten zu erzielen, wird bevorzugt
mit hohen Depolarisatorkonzentrationen (> 20 Gewichtsprozent)
gearbeitet Die Leitsalzkonzentration wird zweckmäßigerweise so hoch gewählt, daß einerseits
die Leitfähigkeit auch für die Anwendung hoher Stromdichten ausreicht, andererseits der Desüllationsaufwand
nicht unnötig erhöht wird. Bei der anodischen Acyloxylierung von Naphthalin bzw. 2-Methylnaphthalin
weiden beispielsweise 1 bis 15 gewichtsprozentige Leitsalz'ösungen verwandt. Bevorzugt werden 1 bis 8
gewichtsprozentige Leitsalzlösungen eingesetzt.
Als Lösungsmittel dienen bei den elektrochemischen Acyloxylierungen jeweils die entsprechenden Alkansäuren,
beispielsweise bei Formoxylierungen Ameisensäure, bei Acetoxylierung Essigsäure. Zur Erhöhung der
Löslichkeit der aromatischen Verbindungen in den Grundelektrolyten können Kolösungsmittel verwendet
werden, die unter den Verfahrensbedingungen stabil und elektroinaktiv sind sowie die Leitfähigkeit des
Elektrolyten nicht allzusehr herabsetzen, wie Acetonitril, Aceton, Dimethoxyäthan sowie Methylenchlorid.
Die Produktzusammensetzung der anodischen Acyloxylierungen hängt wesentlich von dem Umsetzungsgrad, d. h. von der pro Mol Aromaten durch den
Elektrolyten geleiteten Ladungsmenge Q ab. Monoacyloxylierte Produkte werden bevorzugt bei Elektrolyse
mit Q = 0,4 bis 1,5 F/Mol Aromat gebildet, höher
acyloxylierte Produkte entstehen vorzugsweise mit Q > 2 F/Mol Aromat. Bei der anodischen Acyloxylierung
von 2-Methylnaphthalin zu Monoacyloxy-2-methylnaphthalin
sowie der Acyloxylierung von Naphthalin zu Monoacyloxynaphthalin wurde beispielsweise mit
1,0 bis 1,5 F/Mol Aromat elektrolysiert. Die Stromdichten können in weiten Grenzen, beispielsweise zwischen
0.1 bis 30A/dm2 gewählt we den. Bei der anodischen
Acyloxylierung von Naphthalin bzw. 2-Methylnaphthalin werden beispielsweise Stromdichten zwischen 10
und 25 A/dm2 angewandt. Die Temperatur des Elektrolyten während der Elektrolyse wird durch den
Siedepunkt der Alkansäure bzw. des eventuell verwendeten Kolösur.gsmittels begrenzt Im Fall der anodischen
Acetoxylierung von 2-Methylnaphthalin bzw. Naphthalin kann die Temperatur z. B. zwischen 20 und
700C betragen.
Die Aufarbeitung der Elektrolyr.eausträge erfolgt vorzugsweise destillativ. Hierbei werden die Alkansäure,
das destillierbare Leitsalz bzw. das entsprechende Carbonsäureamid und — falls vorhanden — das
Kolösungsmittel abdestilliert. Sind Reste an nicht umgesetzten aromatischen Verbindungen vorhanden,
so können diese durch fraktionierte Destillation, Extraktion oder Umkristallisation von den aromatischen
Estern abgetrennt werden. Die aromatischen Ester kann man, falls erforderlich, durch Destillation
oder Umkristallisation weiter reinigen. Alkansäure, unverändert destillierbare Leitsalze und eventuell nicht
umgesetzte Aromaten können zurückgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich durchgeführt
werden. Ein eventuell bei der Elektrolyse auftretender Spannungsanstieg kann durch kurzzeitiges Kurzschließen
der Zelle oder Umpolen der Elektroden behoben werden.
Die als Verfahrensprodukte entstehenden aromatischen Ester sind Zwischenprodukte für Antioxydantien
bzw. Zusätze für Schmiermittel. Aus 1-Naphthyiacetat
kann auf bekanntem Weg oc-Naphthol hergestellt
werden, das als Zwischenprodukt für das Insektizid
Carbaryl benötigt wird. 2-Methyl-l,4-naphthalindiacetat
besitzt antikoagulierende Eigenschaftea l-Acetoxy-2-methyl-
und l-Acetoxy-S-methylnaphthalin sind Zwischenprodukte
für die Herstellung von 2-Methylnaphthochinon-1,4 (Vitamin K).
Das erfindungsgemäße Verfahren kann an folgenden Beispielen weiter verdeutlicht werden.
Darstellung und Untersuchung einiger
destillierbarer Leitsalze
destillierbarer Leitsalze
In Tabelle I sind einige der Ergebnisse zusammengefaßt, die bei der Destillation von Alkansäuren in
Gegenwart einiger Trialkylammoniumacetate bi-w. -propionate erhalten wurden. Die Lösungen wurden
durch Zugabe der Amine in vorgelegte Carbonsäure hergestellt
Tabelle 1 | 5,5 | Säure | 117,0 | Zur Destillation | Druck | Siede | Destillat | Rück |
Amin | 58,0 | 121,0 | eingesetzt | bereich | stand | |||
9,0 | (g) | 117,0 | (g) | (Torr) | V C) | (g) | (g) | |
(g) | 13,4 | CH3COOH | 117,0 | 122,5 | 63-67 | 51- 91 | 120,0 | 0,6 |
(CHs)3N | 173 | CH3COOH | 117.0 | 179,0 | 24-13 | 60- 82 | 160,1 | — |
(CHa)3N | 173 | CH3COOH | 117,0 | 126,0 | 60- 7 | 40- 60 | 123,7 | 1,8 |
(C2Hs)3N | 53 | CH3COOH | 144,4 | 130,4 | 75-43 | 44- 77 | 126,3 | — |
(π-ΟΗτ^Ν | CH3COOH | 134.3 | 84-35 | 52-112 | 133,8 | — | ||
In-GHs)]N | CH3COOH | 134,3 | 83-53 | 52-108 | 124,4 | — | ||
(1-OHs)3N | CH3-CH2-COOH | 149,7 | 85-65 | 64- 84 | 149,4 | — | ||
(CH3)3N | ||||||||
In allen Beispielen wurden die Leitsalzlösungen nahezu quantitativ bei der Destillation zurückgewonnen.
Mögliche Aminverluste, die durch die N-Bilanz der Destillation überprüft wurden, traten nicht auf. Die
Leitfähigkeiten der zur Destillation eingesetzten Lösungen waren innerhalb der Fehlergrenze gleich der der
Destillate.
35 Beispiel 2
Anodische Formoxylierung von Naphthalin
Apparatur: ungeteilte Zeile, Elektrodenabstand: 0,5 mm.
Anode :Pt.
Elektrolyt:
200 g( 1,56 Mol) Naphthalin,
275 g Ameisensäure,
450 g Acetonitril, 23 g Trimethylamin (bei Raumtemperatur gasförmig
in HCOOH eingeleitet).
Kathode: V2A-Stahl.
Q:1,OF/Mol Naphthalin.
]:12,5 A/drn2.
T:45° C.
Der Elektrolyt wird während der Elektrolyse über einen Wärmetauscher umgepumpt.
Aufarbeitung: Nach Beendigung der Elektrolyse werden Acetonitril, Ameisensäure sowie Trimethylammoniumformiat
bei 81°C/760Torr bis 92°C/25Torr
durch Destillation abgetrennt
Der verbleibende Rückstand wird mit 10%iger wäßriger Natronlauge unter Stickstoff 1 Stunde bei
900C verseift, die alkalische Reaktionslösung zur Abtrennung von unumgesetztem Naphthalin mit Äther
extrahiert, die wäßrige Phase mit verdünnter Salzsäure angesäuert und die saure Lösung mit Äther extrahiert.
Nach Abdestillieren des Äthers und Umkristallisieren des Rohprodukts aus Äthanol-H2O erhält man a-Naphthol
in 50%iger Materialausbeute (bezogen auf umgesetztes Naphthalin). Die Stromausbeute beträgt
hiernach 37%.
Beispiel 3
Anodische Acetoxylierung von Naphthalin
Anodische Acetoxylierung von Naphthalin
a) Mit Dimethylammoniumacetat als Leitsalz
Apparatur: ungeteilte Zelle, Elektrodenabstand:
Apparatur: ungeteilte Zelle, Elektrodenabstand:
0,5 mm.
Anode: Graphit.
Elektrolyt:
1152 g(9,0 Mol) Naphthalin,
600 g Essigsäure,
600 g Essigsäure,
1540 g Acetonitril,
75 g Dimethylamin (bei Raumtemperatur in
75 g Dimethylamin (bei Raumtemperatur in
CH3COOH eingeleitet).
Kathode: V2A-Stahl.
Q: 1,1 F/Mol Naphthalin.
J:15A/dm2.
T: 35°C.
Der Elektrolyt wird während der Elektrolyse über einen Wärmetauscher umgepumpt.
Aufarbeitung: Nach Beendigung der Elektrolyse werden Acetonitril, Essigsäure und Dimethylacetamid
(aus Dimethylammoniumacetat durch H2O-Abspaltung)
bei 81°C/760Torr bis 65°C/30Torr abdestilliert Anschließend
wird der Rückstand bei 55° C bis 175° C/ Torr fraktioniert destilliert Hierbei erhält man
Monoacetoxynaphthalin in 68,5%iger Materialausbeute (bezogen auf umgesetztes Naphthalin). Die Stromausbeute
beträgt 42,8%.
b) Mit Trimethylammoniumacetat als Leitsalz
Apparatur: ungeteilte Zelle, Elektrodenabstand: 0,5 mm.
Anode: Graphit.
Elektrolyt:
Elektrolyt:
768 g (6,0 Mol) Naphthalin,
2246 ml Essigsäure,
2246 ml Essigsäure,
90 g Trimethylamin (bei Raumtemperatur in Essigsäure eingeleitet).
Kathode: Graphit.
Q: 1,1 F/Mol Naphthalin.
J:ll,5A/dm2.
T: 500C.
Kathode: Graphit.
Q: 1,1 F/Mol Naphthalin.
J:ll,5A/dm2.
T: 500C.
24 34 Ö4t>
Der Elektrolyt wird während der Elektrolyse über einen Wärmetauscher umgepumpt.
Aufarbeitung: Bei der fraktionierten Destillation des Elektrolyseaustrags bei 118°C/760Torr bis 175°C/
Torr erhält man Monoacetoxynaphthalin in 53%iger Material- (bezogen auf umgesetztes Naphthalin) und
38%iger Stromausbeute.
Setzt man der Essigsäure 5 Volumprozent Wasser zu, so erhält man Monoacetoxynaphthalin in größenordnungsmäßig
gleichen Material- und Stromausbeuten.
c) Mit Trimethylammoniumacetat als Leitsalz und
Acetonitril als Kolösungsmittel
Acetonitril als Kolösungsmittel
(CFh)2NH
Apparatur: ungeteilte Zelle, Elektrodenabstand: 0,5 mm.
Anode: Graphit.
Elektrolyt:
384 g(3,0 Mol) Naphthalin,
384 g(3,0 Mol) Naphthalin,
1146 ml Essigsäure,
1500 ml Acetonitril,
55 g Trimethylamin (bei Raumtemperatur in Tabelle
55 g Trimethylamin (bei Raumtemperatur in Tabelle
Essigsäure eingeleitet).
Kathode: V2A-StahI.
Q: 1,1 F/Mol Naphthalin.
J: 11,5 A/dm*.
T: 40° C.
Der Elektrolyt wird während der Elektrolyse über einen Wärmetauscher umgepumpt.
Aufarbeitung: Bei destillativer Aufarbeitung des Elektrolyseaustrags bei 81°C/760Torr bis 175° C/
Torr erhält man Monoacetoxynaphthalin in 64.8%iger Material- (bezogen auf umgesetztes Naphthalin)
und 55,5%iger Stromausbeute.
In Tabelle 2 sind die Ergebnisse einiger Versuche mit verschiedenen Leitsalzkonzentrationen (Versuchsbedingungen
analog 3c) aufgeführt.
Der Elektrolyt wird während der Elektrolyse über einen Wärmetauscher umgepumpt.
Aufarbeitung: Nach Zugabe von 65 g Acetanhydrid werden Acetonitril, Essigsäure, Dimethylacetamid und
unumgesetztes 2-Methylnaphthalin durch Destillation
bei 81°C/760Torr bis 110°C/0,2Torr abgetrennt und der Rückstand fraktioniert destilliert (110 bis 130°C/
0,2 Torr). Hierbei erhält man Monoacetoxy-2-methylnaphthalin in 71%iger Materialausbeute (bezogen auf
umgesetztes 2-Methylnaphthalin) und 65,5%iger Stromausbeute.
Wird Monoacetoxy-2-methylnaphthalin nach bekannten
Methoden verseift, so erhält man in nahezu quantitativer Ausbeute ein 2-Methylnaphtholgemisch,
das nach Aussage der Gaschromatographie zu 80% aus 2-Methylnaphthol-l und zu 20% aus 3-Methylnaphthol-1
besteht.
In Tabelle 3 sind die Ergebnisse einiger Versuche mit verschiedenen Leitsalzkonzentrationen (Versuchsbedingungen
analog 4a) aufgeführt.
CH3COOH
Material- Stromausbeute ausbeute
Monoacetoxy-2-rnethylnaphthalin
Monoacetoxy-2-rnethylnaphthalin
0,65 Mol 0,89 Mol 1,22MoI
1,42MoI 3,3 Mol
3,3 Mol
3,3 Mol
3,3 Mol
3,3 Mol
3,3 Mol
3,3 Mol
71,0%
67,5%
60,0%
58,9%
67,5%
60,0%
58,9%
65,5%
60,0%
47,2%
36,8%
60,0%
47,2%
36,8%
35
Materialausbeute Stromausbeute an Monoacetoxynaphthalin
119g | 54,2% | 43,0% |
55 g | 64,8% | 55,5% |
17g | 50,0% | 42,6% |
40
45
Naphthylacetat läßt sich nach bekannten Methoden zu Naphthol verseifen. Hierbei entsteht a-NaphthoL
Der Gehalt an ^-Naphthol im Rohprodukt beträgt je
nach Versuchsbedingungen maximal 2 bis 3%.
Anodische Acetoxylierung von 2-Methylnaphthalin
a) mit Dimethylarnmoniurnacetat als Leitsalz
Apparatur: ungeteilte Zelle, Elektrodenabstand: 0,5 mm.
Anode: Graphit
Elektrolyt:
426 g(3,0 MoI) 2-Methylnaphthalin,
500 ml Acetonitril,
191 ml Essigsaure,
29 g Dimethylamin (bei Raumtemperatur in Essigsäure eingeleitet).
Kathode: V2A-StahL
tQ:I,l F/McÄi-Methylnaphthalm.
J:ll,5A/dnA
T:25°C
b) Mit Trimethylammoniumacetat als Leitsalz
Apparatur: ungeteilte Zelle, Elektrodenabstand 0,5 mm.
Anode: Graphit.
Elektrolyt:
426 g(3,0 Mol) 2-Methylnaphthalin,
382 ml Essigsäure,
500 ml Acetonitril,
78 g Trimethylamin (bei Raumtemperatur in Essigsäure eingeleitet).
Kathode :V2A-Stahl.
Q: 1,1 F/Mol 2-Methylnaphthalin.
J: 11,5 A/dm*.
T:25° C.
Der Elektrolyt wird während der Elektrolyse über einen Wärmetauscher umgepumpt.
Aufarbeitung: Acetonitril, Essigsäure, Trimethylammoniumacetat
werden bei 81°C/760Torr bis 90° Ql 15 Torr abdestilliert Der Rückstand wird, wie im
Beispiel 4a beschrieben, auffraktioniert Hierbei erhält man Monoacetoxy-2-methylnaphthalin in 77,4%iger
Materialausbeute (bezogen auf umgesetztes 2-Methyl-
ss naphthalin) und 53,4% iger Stromausbeute.
In Tabelle 4 sind die Ergebnisse einiger Versuche bei verschiedenen Leitsalzkonzentrationen (Versuchsbedingungen analog 4b) zusammengestellt
60
Tabelle 4 | CH3COOH | Material- Strom- ausbente ausbeute an Monoacetoxy-2-methyI- naphthalin |
56,2%
5,4% 53,4% 609530/46Ϊ |
(OüfcN | 33MoI 33 Mol 6,6MoI |
747%
31,6% 77,4% |
|
0,64MoI
136MoI 132MoI |
|||
3
In der Größenordnung gleiche Ergebnisse wurden auch mit CHjCb, (Chh^CO und Dimethoxyäthan als
Kolösungsmit tel erhalten.
c) Mit Triäthyl- bzw. Tri-n-butylammoniumacetat als Leitsalz
Versuchsbedingungen und Aufarbeitung analog 4b, der Elektrolyt setzte sich aus 426 g 2-Methylnaphthalin,
g Essigsäure sowie 500 ml Acetonitril zusammen. Hierzu wurden die in Tabelle 5 angegebenen Mengen
an Amin zugegeben.
Materialausbeute Stromausbeute an Monoacetoxy-2-methylnaphthalin
(C2Hs)3N | 66,9% | 61,3% |
0,65 Mol | ||
Cn-C4Hs)3N | 51,0% | 59,4% |
0,6 Mol | ||
Beispiel 5 Anodische Acetoxylierung von 1 -Chlornaphthalin
25
Apparatur: ungeteilte Zelle, Elektrodenabstand: 0,5 mm.
Anode: Graphit.
Elektrolyt:
487 g(3,0 Mol) 1-Chlornaphthalin, 500 ml Acetonitril,
191 ml Essigsäure,
28 g DLmethylamin (bei Raumtemperatur in Essigsäure eingeleitet).
Kathode: V2A-Stahl.
Q: 1,1 F/Mol 1-Chlornaphthalin.
J:ll,;iA/dm2.
T:25° C.
Der Elektrolyt wird während der Elektrolyse über einen Wärmetauscher umgepumpt
Aufarbeitung: Nach Zugabe von 63,5 g Acetanhydrid werden Acetonitril, Essigsäure und Dimethylacetamid
bei 81 °C/760 Torr bis 65°C/30 Torr abdestilliert und der Rückstand anschließend auffraktioniert (58°C/10 Torr
bis 145°C/0,5 Torr). Hierbei erhält man Monoacetoxy-1-chlornaphthalin
in 50%iger Materialausbeute (bezogen auf umgesetztes I-Chlornaphthalin) und 39,3% Stromausbeute.
50 Beispiel 6
Anodische Acetoxylierung von Toluol
Apparatur: ungeteilte Zelle, Elektrodenabstand: 0,5 mm.
276g(30Mol)Totool),
900 g Essigsäure,
20 g Trimethylamin (bei 40" C in Essigsäure eingelei-
J: 7 A/dn*
T: 500C
Der Elektrolyt wird während der Elektrolyse über einen Wärmetauscher umgepumpt
werden Essigsäure und unumgesetztes Toluol bei Normaldruck (bis 120°C) sowie Essigsäure/Trimethylammoniumacetat
bei 20 Torr (bis 50° C) abdestilliert. Bei einer anschließenden fraktionierten Destillation (40 bis
60°C/5 bis 1 Torr) erhält man in 70%iger Materialausbeute (bezogen auf umgesetztes Toluol) und 5%
Stromausbeute ein Gemisch aus Benzyl- und Kresylacetaten.
Beispiel 7
Anodische Acetoxylierung von Hexamethylbenzol
Anodische Acetoxylierung von Hexamethylbenzol
Apparatur: ungeteilte Zelle, Elektrodenabstand: 0,5 mm.
Anode: Platin.
Elektrolyt:
16,2 g (0,1 Mol) Hexamethylbenzol,
16,2 g (0,1 Mol) Hexamethylbenzol,
900 g Essigsäure,
42 g Trimethylamin (bei 400C in Essigsäure eingeleitet).
Kathode: Graphit.
Q: 3,7 F/Mol Hexamethylbenzol.
J: 10 A/dm*.
T: 500C.
Der Elektrolyt wird während der Elektrolyse über einen Wärmetauscher umgepumpt.
Aufarbeitung: Nach Beendigung der Elektrolyse werden Essigsäure (bei Normaldruck) und Essigsäure/
Trimethylammoniumacetat (bis 65°C/15 Torr) abdestilliert. Der verbleibende Rückstand (24 g) enthält neben
wenig Essigsäure/Trimethylammoniumacetat, unumgesetztes Hexamethylbenzol, Pentamethylbenzylacetal
sowie di- und triacetoxylierte Produkte. Nach Säulenchromatographie (Kieselgel, Toluol als Elutionsmittei;
erhält man reines Pentamethylbenzylacetat in 60%iger Material- und 20%iger Stromausbeute.
Beispiel 8
Anodische Acetoxylierung von Chinolin
Anodische Acetoxylierung von Chinolin
Apparatur: geteilte Zelle mit Kationenaustauscher membran.
Anode: Platin.
Anolyt:
38,7 g (0,3 MoI) Chinolin,
38,7 g (0,3 MoI) Chinolin,
450 g Essigsäure,
18 g Trimethylamin (bei 40° C in Essigsäure eingelei
18 g Trimethylamin (bei 40° C in Essigsäure eingelei
tet).
Katholyt:
Katholyt:
300 g Essigsäure,
14 gTrimethylamin (bei 40°C in Essigsäure eingelei
tet).
Kathode: Graphit
Q: 1,7 F/Mol Chinolin.
J:3A/dn*
T: 500C
Der Anolyt wird während der Elektrolyse über einei
Wärmetauscher umgepumpt
Aufarbeitung: Nach Beendigung der Elektrolyse werden Essigsäure (bei Normaldruck) und Essigsäure
Trimethylammonhimacetat (bis 65°C/15 Torr) abdestil
Bert Der verbleibende Rückstand (3! g) wird anscHie
Bend bei 80 bis 105° C/6 bis 8 Torr fraktioniert destafied
Neben unumgesetztem Chinofin erhält man Monoacet oxychinoüne in 40%iger Material- und 15%igei
Stromausbeute.
3
Anodische Acetoxylierung von 2-Methoxypyridin
Apparatur: geteilte Zelle mit Kationenaustauschermembran.
Anode: Platin.
Anolyt:
75 g (0,688 Mol) 2-Methoxypyridin,
75 g (0,688 Mol) 2-Methoxypyridin,
800 g Essigsäure,
40 g Trimethylamin (bei 40°C in Essigsäure eingeleitet).
Katholyt:
Katholyt:
276 g Essigsäure,
24 g Trimethylamin (bei 40°C in Essigsäure eingeleitet).
Kathode: Graphit
Q: 0,87 F/Mol 2-Methoxypyridin.
J: 3 A/dm*.
T: 50° C.
Der Anolyt wird während der Elektrolyse über einen Wärmetauscher umgepumpt.
Aufarbeitung: Nach Beendigung der Elektrolyse werden Essigsäure (bei Normaldruck) sowie Essigsäure/
Trimethylammoniumacetat (bis 65° C/15 Torr) abdestilliert. Der Rückstand wird dann bei 40 bis 85°C/5 bis
Torr fraktioniert destilliert. Hierbei erhält man neben unumgesetztem 2-Methoxypyridin Monoacetoxy-2-methoxy-pyridine
in 70%iger Material- und 20%iger Stromausbeute.
Beispiel 10
Anodische Acetoxylierung von Benzofuran
Anodische Acetoxylierung von Benzofuran
Apparatur: ungeteilte Zelle, Elektrodenabstand: 0,5 mm.
Anode: Platin.
Elektrolyt:
~33 g (0,28 Mol) Benzofuran,
900 g Essigsäure,
44 g Trimethylamin (bei 4O0C in Essigsäure eingeleitet).
Kathode: Graphit.
Q: 2,5 F/Mol Benzofuran.
J:5A/dm2.
T: 5O0C.
Der Elektrolyt wird während der Elektrolyse übei einen Wärmetauscher umgepumpt.
Aufarbeitung: Nach Beendigung der Elektrolyse werden Essigsäure (bei Normaldruck) und Essigsäure/
Trimethylammoniumacetat sowie unumgesetztes Benzofuran (bis 45°C/2Torr) abdestilliert. Der Rückstanc
wird anschließend bei 60 bis 140°C/2Torr fraktionier
destilliert. Hierbei erhält man 2,3-Diacetoxy-2,3-dihy dro-benzofuran in 65%iger Material- und 20%igei
Stromausbeute.
Claims (1)
1. Elektrochemische Herstellung aromatischer oder iiromatisch-heterocycüscher Alkansäureester s
durch anodische Acyloxylierung aromatischer oder aromatisch-heterocyclischer Verbindungen mit
einer niedrigmolekularen Alkansäure in Gegenwart eines Leitsalzes, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Leitsalz eine Verbindung der Formel
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |