DE2451359A1 - Verfahren zur herstellung von p-diisopropyl-benzoldihydroperoxid - Google Patents

Verfahren zur herstellung von p-diisopropyl-benzoldihydroperoxid

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DE2451359A1 DE19742451359 DE2451359A DE2451359A1 DE 2451359 A1 DE2451359 A1 DE 2451359A1 DE 19742451359 DE19742451359 DE 19742451359 DE 2451359 A DE2451359 A DE 2451359A DE 2451359 A1 DE2451359 A1 DE 2451359A1
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Description

2A 51359
TS-70 L * Ό l033
Toyo Soda Manufacturing Co., Ltd., Shin-nanyo-shi, Yamaguchi-ken, Japan
Verfahren zur Herstellung von p-Diisopropyl-benzoldihydroperoxid
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von p-Diisopropylbenzoldihydroperoxid (im folgenden mit DIX bezeichnet) . Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Plerstellung von DIX in hoher Ausbeute aus p-Diisopropylbenzol (im folgenden mit DIPB bezeichnet) oder aus einer Mischung von DIPB und p-Diisopropylbenzolmonohydroperoxid (im folgenden als MOX bezeichnet).
Es ist bekannt DIX durch Emulgieren von DIPB oder von einer Mischung aus DIPB und MOX in wässriger Lösung von Natriumcarbonat und unter Oxydation mit Luft oder Sauerstoff herzustellen. Die Reaktionsmischung umfaßt eine wässrige Phase mit einem Gehalt an Natriumcarbonat sowie eine Glphase, welche in der Hauptsache DIX, MOX, DIPB und Nebenprodukte, bestehend aus hoch-siedendem Material mit unbekannter Struktur, enthält.
DIX wird aus der Clphase abgetrennt und die verbleibende Clphase (im folgenden als Rückführlösung bezeichnet) wird als Ausgangsmaterial für die Oxydationsreaktion eingesetzt. Zur wirtschaftlichen Herstellung von DIX ist es erforderlich, bei diesem Veifahren das DIX in hoher Ausbeute herzustellen. Bei dem herkömmlichen Verfahren sur Herstellung von DIX beobachtet ir.an jedoch die nachstehenden Nachteile:
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BAD ORIGINAL
(1) Die Reaktionsgeschwindigkeit sinkt bei der Oxydation der riickge führ ten Lösung.
(2) Die während längerer Zeit "beibehaltene Rückführlösung ist nur schwer zu oxydieren.
Somit kann DIX nach dem herkömmlichen Verfahren nicht vorteilhaft hergestellt werden.
Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von p-Diisopropylbenzoldihydroperoxid durch Oxydation von DIPB mit molekularem Sauerstoff zu schaffen, bei dem die Ölphase zurückgeführt wird und bei dem hierdurch die Reaktionsgeschwindigkeit nicht gesenkt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von p-Diisopropylbenzoldihydroperoxid durch Kontaktieren von p-Diisopropylbenzol mit molekularem Sauerstoff und Abtrennung des p-Diisopropylbenzoldihydroperoxids aus der Reaktionsmischung und Rückführung der p-Diisopropylbenzol und p-Diisopropylbenzolmonohydroperoxid enthaltenden verbleibenden Lösung gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Reaktionsmischung oder die rückgeführte Lösung mit einem Alkalimetallhydroxid oder einem Erdalkalimetallhydroxid kontaktiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Gedanken, daß eine Senkung der Reaktionsgeschwindigkeit dadurch eintritt, wenn die rückgeführte Lösung vor der Oxydation mit einem Alkalimetallhydroxid oder einem Erdalkalimetallhydroxid (im folgenden als Alkalihydroxid bezeichnet) kontaktiert wird.
Die Reaktion vird folgendermaßen durchgeführt. DIPB oder eine Mischung von DIPB und MOX werden in einer wässrigen Lösung von Natriumcarbonat oder Natriumhydroxid emulgiert und die Emulsion wird mit Luft oder Sauerstoff oxydiert. Es ist bevorzugt, die Oxydation bei 90 - 100 0G und speziell bei
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80 - 130 0C unter einem Luft Überdruck von 3 bis 10 kg/ cm und bei einem Volumenverhältnis der Alkalilösung zum Öl von vorzugsweise 0,2 : 1 - 3 : 1 und speziell 0,5:1—1: 1 durchzuführen. Die Alkalilösung enthält vorzugsweise etwa 3 io Na?CO, oder etwa 0,5 % NaOH. Nach der Oxydation umfaßt die Reaktionsmischung eine wässrige Phase und eine Ölphase. Die Ölphase umfaßt als Hauptkomponenten DIX, MOX, DIPB sowie ein hoch-siedendes Material mit unbekannter Struktur. Die wässrige Phase wird von der Reaktionsmischung abgetrennt. Aus der dabei erhaltenen Ölphase wird das DIX abgetrennt und zwar durch Zugabe eines DIX aufällenden Mediums, wie Benzol. Dabei erhält man eine Mischung aus Kristallen, welche in der Hauptsache aus DIX bestehen und aus der rückzuführenden Lösung. Das DIX kann sodann durch Filtration abgetrennt werden. Danach wird die Lösung mit dem Alkalihydroxid kontaktiert und dann mit Wasser gewaschen. Danach wird das Medium abgezogen. Die rückgeführte Lösung wird, falls erforderlich, zusammen mit DIPB wiederholt in die Oxydationsreaktion zurückgeführt. Dieser Vorgang wird zur Herstellung von DIX aus DIPB wiederholt. Die Kontaktierung der rückgeführten Lösung mit dem Alkalihydroxid kann in dem genannten Medium durchgeführt werden. Es ist jedoch auch möglich, die durch Abziehen des Mediums gewonnene rückgeführte Lösung direkt mit dem Alkalihydroxid zu kontaktieren.
Als DIX ausfällendes Medium kommen Kohlenwasserstoffe mit 6-12 Kohlenstoffatomen in Frage, wie Toluol, DIPB oder dgl. sowie Benzol. Wenn Cyclohexan oder η-Hexan als DIX ausfällendes Medium verwendet werden, so ist es möglich, die Mediumlösung oder die rückgeführte Lösung, welche durch Abziehen des Mediums erhalten wird, mit dem Alkalihydroxid zu kontaktieren. Es ist ferner möglich, die Ölphase vor Abtrennung des DIX mit dem Alkalihydroxid zu kontaktieren. Die Temperatur, bei der die Kontaktierung der rückgeführten Lösung mit dem Alkalihydroxid geschieht, unterliegt keinen Beschränkungen. Vorzugsweise liegt sie jedoch im Bereich von Zimmertemperatur bis 80 0C.
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π·
Wenn die Temperatur zu gering ist, so ist die erforderliche Menge an Alkalihydroxid zu groß und die erforderliche Kontaktdauer zu lang. Wenn andererseits die Temperatur zu hoch ist, kann es nachteiligerweise zu einer Zersetzung des MOX in der rückgeführten Lösung kommen» Der Druck liegt vorzugsweise bei Atmosphärendruck. Es ist jedoch auch möglich, einen höheren oder niedrigeren Druck zu wählen. Als Alkalihydroxide kommen Alkalimetallhydroxide, wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid sowie Erdalkalimetallhydroxide, wie Bariumhydroxid, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid oder dgl. in Frage. Bevorzugt wird festes Alkalihydroxid eingesetzt. Man kann jedoch auch eine wässrige Lösung des Alkalihydroxids einsetzen. Natürlich kann man auch ein auf einem Trägermaterial, wie Silicagel oder Aluminiumoxid, aufgebrachtes Alkalihydroxid einsetzen. Die Menge des Alkalihydroxids hängt ab von der Art und von den Bedingungen der Kontaktierung.
Das feste Alkalihydroxid kann mit der rückgeführten Lösung bei Zimmertemperatur bis 90 0C vorzugsweise in einer Menge von 0,1 - 50 Gew.-% und speziell von 1-30 Gew.-% des Alkalihydroxids bezogen auf die rückgeführte Lösung kontaktiert werden. Vorzugsweise beträgt die Menge des Alkalihydroxids bezogen auf die rückgeführte Lösung 0,1 - 10 Gew.-% und speziell 1-3 Gew.-% im Falle von Kaiiumhydroxid sowie 1-50 Gew.-% und speziell 10-30 Gew.-^ im Falle von Natriumhydroxid sowie 1-30 Gew.-^ und speziell 3-15 Gew.-% im Falle von Lithiumhydroxid und 10 - 50 Gew.-% und speziell 15 - 30 Gew.-^ im Falle von Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid oder Bariumhydroxid.
Man kann die rückgeführte Lösung nach dem Kontaktieren mit dem Alkalihydroxid ohne Waschen mit Wasser einführen. Dabei ist jedoch die Ausbeute an DIX etwas geringer. Somit ist es bevorzugt, die rückgeführte Lösung nach dem_Kontaktieren mit Wasser zu waschen. Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Oxydation der rückgeführten Lösung nach Kontaktierung mit dem Alkalihydroxid ist die Reaktionsgeschwindigkeit nicht herabgesetzt und die Ausbeute an DIX ist hoch. Bei herkömm-
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lichen Verfahren kann eine während langer Zeit beibehaltene rüekgefährte Lösung nur schwer oxydiert werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die rückgeführte Lösung jedoch leicht oxydierbar, wenn man sie mit Alkalihydroxid kontaktiert. Das erhaltene DIX kann durch Zersetzung in Aceton mit !!„SO . in Hydrochinon umgewandelt werden. Das Hydrochinon eignet sich als Polymerisationsinhibitor,als Entwickler in der Photographie, als Kautschukzusatz oder dgl.. Das DIX ist eine Zwischenstufe zur Herstellung des Hydrochinons. Es kann erfindungsgemäß in einfacher Weise mit hoher Ausbeute hergestellt werden, so daß die Hydrochinon-Kosten gesenkt werden können.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Beispiel 1
Ein 20 1-Autoklav wird mit einem Magnetrührer (Edelstahl SUS 32) ausgerüstet und mit 4,9 kg DIPB, 4,9 kg Wasser und 150 g Natriumcarbonat beschickt. Danach värd der Autoklav verschlossen und auf 100 0C erhitzt und dann mit 20 kg/cm2 Luft gefüllt, worauf die Reaktion unter Rühren während 5,5h fortgesetzt wird. Jedesmal wenn der Druck um 0,3 kg/cm abgesunken ist, wird Sauerstoff eingeführt. Man erhält eine Reaktionsmischung bestehend aus einer wässrigen Phase und aus einer Ölphase. Die Reaktionsmischung wird mit 20 1 Benzol gemischt, worauf die Mischung abgekühlt wird. Man erhält dabei 1,02 kg Kristalle sowie eine wässrige Phase und eine benzolhaltige Rückführphase. Die Kristalle umfassen DIX und MOX. Diese Kristalle und die Benzollösung werden mit H SO. zersetzt, wobei man Hydrochinon und Isopropylphenol erhält. Die Mengen dieser Verbindungen werden gaschromatographisch festgestellt. Es wird gefunden, daß man 92,2 Gew.-% DIX, 5,9 Gew.-% MOX und 1,9 Gew.-% eines unbekannten Materials erhält. Die Benzollösung enthält außer Benzol 18,7 Gew.-# DIPB, 71,4 Gew.-$ MOX und 9,9 Gew.-Ü/ eines unbekannten Materials.
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Ein Teil der Benzollösung wird abgetrennt und während 1 h unter Rühren bei 50 0C mit 10 g festem Natriumhydroxid kontaktiert, worauf die Benzollösung mit Wasser gewaschen wird. Danach wird das Benzol abgezogen, wobei man 45,7 g der Rückführlösung erhält. Die zurückzuführende Lösung wird mit 11,2 g DIPB und 48,2 g Wasser und 1 g Natriumcarbonat vermischt. Dies geschieht in einem mit einem Magnetrührer (aus Edelstahl SUS 32) ausge-
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rüsteten 200 cm -Autoklaven. Der Autoklav wird verschlossen und auf 100 0C erhitzt und dann mit 20 kg/cm Luft gefüllt. Die Umsetzung wird während 2,5h unter Rühren fortgesetzt. Jedesmal wenn der Druck um 0,3 kg/cm gesunken ist, wird Sauerstoff nachgefüllt. Man erhält dabei eine Reaktionsmischung mit einer wässrigen Phase und einer Ölphase. Die Reaktionsmischung
wird mit 200 cm Benzol vermischt und die Mischung wird abgekühlt, wobei man 12,2 g Kristalle (11,3 g DIX) erhält.
Beispiel 2
Ein Teil der die Rückführlösung enthaltenden Benzollösung gemäß Beispiel 1 wird abgetrennt und das Benzol wird von dieser Probe abgezogen, wobei man 46,1 g der rückzuführenden Lösung erhält. Diese Lösung wird mit 0,5 g Natriumhydroxid bei Zimmertemperatur während 15 min unter Rühren kontaktiert, worauf die Mischung abfiltriert wird und das Filtrat mit 11,2 g DIPB, 48,2 g Wasser und 1 g Natriumcarbonat in einem 200 cm -Autoklaven vermischt wird und gemäß Beispiel 1 behandelt wird» Man erhält 12,3 g Kristalle (11,5 g DIX).
Vergleichsbeispiel 1
Ein Teil der die rückzuführende Lösung enthaltenden Benzollösung wird durch Abdampfen von Benzol befreit, wobei man 45,9 g der rückzuführenden Lösung erhält. Die Rückführlösung wird mit 11,2 g DIPB, 48,2 g Wasser und 1 g Natriumcarbonat in einem 200 cm -Autoklaven gemäß Beisp man 6,8 g Kristalle (6,1 g DIX) erhält.
in einem 200 cm -Autoklaven gemäß Beispiel 1 behandelt, wobei
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Beispiel 3
Ein Teil der die rückzuführende Lösung enthaltenden Benzollösung gemäß Beispiel 1 wird durch Abdampfen von Benzol "befreit, wobei man 46,3 g der Rückführlösung erhält. Diese wird mit 10 g festem Calciumhydroxid bei Zimmertemperatur über Nacht unter Rühren kontaktiert und dann wird die Mischung abfiltriert und das Filtrat wird mit 11,2 g DIPB, 48,2 g Wasser und 1 g Natriumcarbonat in einem 200 cm -Autoklaven gemäß Beispiel 1 behandelt, wobei man 10,5 g Kristalle (9,9 g DIX) erhält.
Beispiel 4
Die die rückzuführende Lösung enthaltende Benzollösung gemäß Beispiel 1 wird 20 Tage aufbewahrt. Dann wird die Benzollösung mit 8g festem Natriumhydroxid bei 50 0C während 2 h unter Rühren kontaktiert und dann mit Wasser gewaschen und dann wird das Benzol abgezogen, wobei man 46,3 g der rückzuführenden Lösung erhält. Diese rückzuführende Lösung wird mit 11,2 g DIPB, ^48,2 g Wasser und 1 g Natriumcarbonat in einem 200 ml-Autoklaven gemäß Beispiel 1 behandelt, wobei man 11,8 g Kristalle (10,7 g DIX) erhält.
Beispiel 5
Die die rückzuführende Lösung enthaltende Benzollösung gemäß Beispiel 1 wird 20 Tage aufbewahrt und dann wird das Benzol abgezogen, wobei man 46,2 g der rückzuführenden Lösung erhält. Diese wird mit 3 g festem Lithiumhydroxid bei 50 0C während 3 h unter Rühren kontaktiert, worauf die Mischung abfiltriert wird. Das Filtrat wird mit 11,2 g DIPB, 48,2 g Wasser und 1 g Natriumcarbonat in einem 200 ml-Autoklaven gemäß Beispiel 1 behandelt, v/obei man 12,1 g Kristalle (11,5 g DIX) erhält.
Beispiel 6
Die die rückzuführende Lösung enthaltende Benzollösung gemäß
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Beispiel 1 wird während 20 Tagen aufbewahrt und dann wird die Benzollösung mit 5^-iger wässriger Natriumhydroxidlösung und ferner mit Wasser gev/aschen. Dann wird das Benzol aufgezogen, wo"bei man 45,1 g der rückzuföhrenden Lösung erhält. Diese wird mit 11,2g DIPB, 48,2 g Wasser und 1 g Natriumcarbonat in einem 200 ml-Autoklaven gemäß Beispiel 1 "behandelt, wobei man 11,5 g Kristalle (11,0 g DIX) erhält.
Vergleichsbeispiel 2
Die die rückzuführende Lösung enthaltende Benzollösung gemäß Beispiel 1 wird während 20 Tagen aufbewahrt und dann wird das Benzol abgezogen, wobei man 46,6 g der rückzuführenden Lösung erhält. Diese rückzuführende Lösung wird mit 11,2 g DIPB, 48,2 g Wasser und 1 g Natriumcarbonat in einem 200 ml-Autoklaven vermischt und gemäß Beispiel 1 behandelt, wobei man 0,8 g Kristalle erhält.
Beispiel 7
In einen mit einem Magnetruhrer ausgerüsteten 20 1-Autoklaven (Edelstahl SUS 32) gibt man 4,9 kg DIPB, 4,9 kg Wasser und 150 g Natriumcarbonat. Danach A^ird der Autoklav verschlossen und auf 90 0C erhitzt und mit 20 kg/cm Luft beladen. Dann wird die Umsetzung während 8,5 h unter Rühren durchgeführt. Jedesmal wenn der Druck um 0,3 kg/cm gesunken ist, wird wieder Sauerstoff nachgefüllt. Man erhält eine Reaktionsmischung, welche eine wässrige Phase und eine Ölphase aufweist. Die Ölphase wird abgetrennt und 60 g des öligen Materials werden mit 1 g festem Natriumhydroxid bei 80 0C während 30 min unter Rühren kontaktiert. Dann wird die Mischung abfiltriert. Das Filtrat wird mit 200 ml Cyclohexan vermischt und die Mischung wird auf Zimmertemperatur abgekühlt, wobei man eine 11,3 g Kristalle aufweisende Cyclohexanlösung erhält (10,7 g DIX). Die Kristalle werden abfiltriert und das Cyclohexan wird abgezogen, wobei man 47,2 g der rückzuführenden Lösung erhält. Diese wird mit 12g DIPB, 35 cm Wasser und 1 g Natriumcarbonat in einen mit einem
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Magnetrührer ausgerüsteten 200 ml-Autoklaven (aus Edelstahl SUS 32) behandelt. Der Autoklav v/ird verschlossen und auf 90 0C aufgeheizt. Dann wird der Autoklav mit 20 kg/cm Luft gefüllt und die Reaktion wird unter Rühren während 6 h fortgesetzt. Jedesmal wenn der Druck um 0,3 kg/cm gesunken ist, v/ird Sauerstoff eingeleitet. Die Reaktionsmischung umfaßt eine wässrige Phase und eine Ölphase. Die Reaktionsmischung wird mit 200 ml Cyclohexan vermischt und dann abgekühlt, wobei 13,1 g Kristalle (12,8 g DIX) erscheinen.
Beispiel 8
60 g des öligen Materials gemäß Beispiel 7 warden mit 200 ml Cyclohexan vermischt und die Mischung wird auf Zimmertemperatur abgekühlt, wobei man eine Cyclohexanlösung mit 12,0 g Kristallen (11,6 g DIX) erhält sowie die rückzuführende Lösung. Die Cyclohexanlösung wird mit 8 g festem Natriumhydroxid bei 50 0C während 1 h unter Rühren kontaktiert. Dann wird die Mischung abfiltriert und das Piltrat wird mit Wasser gewaschen. Das Cyclohexan wird abgezogen, wobei man 46,1 g der rückzuführenden Lösung erhält. Die rückzufUhrende Lösung wird mit 12g DIPB, 35
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cm Wasser und 1 g Natriumcarbonat in einem 200 ml-Autoklaven gemäß Beispiel 7 behandelt, wobei man 12,2 g Kristalle (11,8 g DIX) erhält.
Vergleichsbeispiel 3
60 g des öligen Materials gemäß Beispiel 7 v/erden mit 200 ml Cyclohexan vermischt und die Mischung wird auf Zimmertemperatur abgekühlt, wobei man eine Cyclohexanlösung mit 11,8 g Kristallen (11,2 g DIX) erhält. Die Kristalle werden abfiltriert und das Cyclohexan wird vom Filtrat abgezogen, wobei man 47,0 g der rückzuführenden Lösung erhält. Die rückzuführende Lösung wird
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mit 12g DIPB, 35 cm Wasser und 1 g Natriumcarbonat in einem 200 ml-Autoklaven vermischt und gemäß Beispiel 7 behandelt, wobei man 6,3 g Kristalle (6,0 g DIX) erhält.
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Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    1 . Verfahren zur Herstellung von p-Diisopropylbenzoldihydroperoxid durch Kontaktieren von p-Diisopropylbenzol mit molekularem Sauerstoff und Abtrennung des p-Diisopropylbenzoldihydroperoxids von der Reaktionsmischung und Rückführung der p-Diisopropylbenzol und p-Diisopropylbenzolmonohydroperoxid enthaltenden Rückstandslösung, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktionsmischung oder die Rückstandslösung mit einem Alkalimetallhydroxid oder einem Erdalkalimetallhydroxid kontaktiert.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktionsmischung zunächst mit dem Alkalimetallhydroxid oder dem Erdalkalimetallhydroxid kontaktiert und danach das p-Diisopropylbenzoldihydroperoxid abtrennt und die Rückstandslösung zurückführt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das p-Diisopropylbenzolhydroperoxid durch Vermischung mit einem Fällungsmedium ausfällt und die überstehende Lösung mit dem Alkalimetallhydroxid oder dem Erdalkalimetallhydroxid kontaktiert und danach das Fällungsmedium abzieht und die Rückstandslösung zurückführt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das p-Diisopropylbenzoldihydroperoxid durch Vermischen mit einem Fällungsmedium aus der Reaktionsmischung ausfällt, danach das Fällungsmedium von der verbleibenden Lösung abtrennt und die Restlösung mit dem Alkalimetallhydroxid oder dem Erdalkalimetallhydroxid kontaktiert.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetallhydroxid oder das Erdalkalimetallhydroxid in fester Form eingesetzt werden.
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    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Pällungsmedium Benzol, Cyclohexan, η-Hexan, Toluol oder Diisopropylbenzol einsetzt.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die das Pällungsmedium enthaltende lösung während längerer Zeit lagert und dann diese Lösung oder die daraus gewonnene Rückstandslösung mit dem Alkalimetallhydroxid oder dem Erdalkalimetallhydroxid kontaktiert.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ölphase der Reaktionsmischung mit dem Alkalimetallhydroxid oder dem Erdalkalimetallhydroxid kontaktiert und dann mit dem Pällungsmedium zur Ausfällung des p-Diisopropylbenzoldihydroperoxids vermiseht.
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DE2451359A 1973-10-29 1974-10-29 Verfahren zur Herstellung von p-Diisopropyl-benzoldihydroperoxid Expired DE2451359C3 (de)

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DE2846892A1 (de) * 1977-10-31 1979-05-03 Mitsui Petrochemical Ind Verfahren zur oxidation von m-diisopropylbenzol in fluessiger phase

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