DE2526046A1 - Verfahren zur herstellung von carbonsaeuren aus organischen halogeniden - Google Patents
Verfahren zur herstellung von carbonsaeuren aus organischen halogenidenInfo
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Description
DR, ν*. C'i r -ChTM. Walter BEII ^ft Juni
Dr·· -·-'·· 1^- ;· I M.-J. WOIfP
Unsere Nr. 19 905 Ba/ki
Montedison S.p.A, Mailand/Italien
Verfahren zur Herstellung von Carbonsäuren aus organischen Halogeniden
Die Anmeldung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Carbonsäuren aus organischen Halogeniden und mehr ins einzelne gehend die Herstellung von Carbonsäuren durch
Umsetzung von organischen Halogeniden mit Kohlenmonoxyd, katalysiert durch nullwertige Palladiumkomplexe.
Die erhaltenen Verbindungen bilden Roh- und/oder organische
Zwischenprodukt-Materialien, die wichtige Anwendungsbereiche haben.
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■^1 cL ""■
Sie können auf verschiedenen technologischen Gerieten
angewendet werden, wie z. B. zur Herstellung von kosmetischen Produkten (Parfüm aus Benzoe-, Phenylessigsäuren,
etc.), von Produkten für die Landwirtschaft (Propylamid oder 3,5-Dichlor-N-(1,1-dimethyl)-2~propenyl-benzaraid;
Cidial, etc.)» von Farbstoffen und Pigmenten (Napbtoesäure),
von Weichmachern (Terephtalsäure), etc.
Es ist "bekannt, Carbonsäuren durch Umsetzung von organischen
Halogeniden mit Kohlenmonoxid, katalysiert durch Systeme
"basierend auf Oobalto- oder Nickel-tetracarbonyl, assoziiert
mit Jod- und/oder Brom-Ionen oder durch Eisen/Mangan-Systeme,
assoziiert mit Nickelchlorid und Thioharnstoff, oder durch Rhodiumkomplexe herzustellen.
Alle diese Verfahren zeigen jedoch verschiedene Nachteile, die hauptsächlich in der bevorzugten Anwendung von hohen
Kohlenraonoxyddrüoken, in der Notwendigkeit, den Katalysator getrennt herzustellen, in den Reaktionsgeschwindigkeiten
oder in den niedrigen Ausbeuten und in der Anwendung von ausgefallenen (sophisticated) Lösungsmitteln, liegen.
Es ist auch bekannt, aromatische Säurehalogenide durch Umsetzung von Arylhalogeniden mit Kohlenmonoxyd in Gegenwart
von komplexen Platin- oder Palladium-Katalysatoren herzustellen.
Jedoch die Reaktion, die auf die aromatischen Halogenide beschränkt ist, wird praktisch unter harten Temperatur-
und Druckbedingungen durchgeführt, die die Reaktion vom industriellen Standpunkt kaum entwicklungsfähig machen.
Da sich außerdem die Reaktion in homogener Phase entwickelt, wird der Katalysator getrennt wiedergewonnen, was eine
weitere Komplikation des Verfahrens zur Folge hat.
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1 -J _ 3 _
Schließlich läßt dieses letztgenannte Verfahren bei Anwendung aromatischer Polyhalogenide nur die Herstellung
von polycarboxylierten Produkten zu, d.h. es ist nicht möglich, aufeinanderfolgend die Halogene zu substituieren.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Carbonsäuren aus organischen Halogeniden,
das die Nachteile der vorbekannten Verfahren nicht aufweist.
Diese und andere Gegenstände, die der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen sind, werden gemäß der Erfindung
durch ein Verfahren zur Herstellung von Carbonsäuren durch Umsetzung von organischen aromatischen und aliphatischen
Halogeniden, die sogar durch unter Reaktionsbedingungen inerten Gruppen substituiert sein können, mit Kohlenraonoxyd,
katalysiert durch phosphinische Palladium-Komplexe (phosphinic Palladium complexes) in Gegenwart
von quaternären Alkylammoniumsalzen erreicht, das
dadurch gekennzeichnet ist, daß das Verfahren in einem organischen/wässrigen Zwei-Phasenflüssigkeitssystem, bestehend
aus
a) dem organischen Halogenid und dem katalytisch wirkenden Palladiumkomplex oder aus deren Lösungen in mindestens
einem'mit Wasser nicht mischbaren Kohlenwasserstoff-Iiösungsmittel
und
b) einer wässrigen Lösung einer anorganischen Alkalibase,
die das quaternäre Salz enthält, bei einer Temperatur zwischen etwa 50 und etwa 150° C durchgeführt
wird.
Als Ausgangshalogenid kann ein Chlorid, ein Bromid oder
ein organisches aromatisches oder aliphatisches Jodid, wie es weiter oben angegeben ist, benutzt werden.
Mehr ins einzelne gehend, da die möglichen Substituentengruppen unter Reaktionsbedingungen inert sein müssen, so
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sind damit ζ. Β. nicht vereinbar Carboxylgruppen, veresterte
Gruppen, Atnidgruppen, etc., die unter Reaktionsbedingungen
in Salze übergeführt oder verseift werden wurden.
Die Reaktion gemäß der Erfindung wird, wie weiter oben angegeben ist, in einem organisch/wässrigen Zwei-Phasensystem
durchgeführt, dessen organische Phase aus dem organischen Halogenid, wenn es flüssig ist, oder aus
dessen Lösung in einem mit Wasser nicht mischbaren Kohlenwasserstoff -Lösungsmittel besteht, in dem auch das Palladium-Phosphin-Katalysatorsystem
(Palladium phosphr-nic catalytic system) löslich sein soll, während dessen wässrige Phase
aus einer wässrigen Lösung einer anorganischen Base, z. B. NaOH oder KOH, besteht, die das quaternäre Alkylammoniumsalz
enthält.
Bevorzugte Beispiele für organische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel
sind: Benzol, Toluol, Xylol, Heptan, etc.
Die Reaktion wird bei einer Temperatur von etwa 50 bis etwa 150° C, ·
geführt.
150° C, vorzugsweise von etwa 80 bis etwa 130° C, durch-
AIs Katalysatoren werden folgende Phosphine enthaltende
Palladium-Komplexe verwendet:
a) Mindestens ein nullwertiger Palladium-Komplex mit P(R),-Phosphin
der Formel Pd^"~P(R),__7m ,
worin m eine ganze Zahl von 2 bis 4 und
(R)* eine gleichartige oder ungleichartige Radikalgruppe
bedeutet, die aus Phenyl- und/oder Alkyl-Radikalen, die gegebenenfalls substituiert
sein können, vorzugsweise Phenylgruppen, Taestent;
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b) Mindestens ein nullwertiger Palladiumkomplex der allgemeinen
Formel Pd/~(R)3P-(CH2)n-P(R)2_7,
worin (R)2 die weiter oben für (R), angegebene Bedeutung
hat,
ρ eine ganze Zahl von 1 bis 2 und η ein ganze Zahl von 1 bis 6 bedeutet, oder
c) Mindestens ein Palladiumkomplex der allgemeinen Formel
P(R)3
Y - Pd - Y1
Y - Pd - Y1
worin die Gruppen (R)·*» die gleich oder verschieden
sein können, die oben angegebene Bedeutung hat und Y Halogen und/oder eine Arylgruppe bedeutet.
Die Reaktion ist gewöhnlich innerhalb von etwa 2 bis etwa 20 Stunden beendet, was von den parametrischen Temperaturbedingungen,
Konzentrationen, Art der Reaktanten und des eingesetzten Katalysators abhängt.
Die Reaktion läßt sich durch folgendes Reaktionsschema wiedergeben:
RX + GO + NaOH Säiilä-^. R-COOH + NaX + H0O ,
H2O ά
worin X das Halogenatom darstellt, das ersetzt werden soll, und
R die Restgruppe des organischen Halogenids ist
R die Restgruppe des organischen Halogenids ist
Es ist auch möglich, von organischen Polyhalogeniden (R(X)2, R(X),) auszugehen und selektiv ein Halogenatom
durch die entsprechende Carboxylgruppe zu substituieren.
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Die organische Base, NaOH oder KOH, wird in Form einer wässrigen Lösung, vorzugsweise in einer Konzentration
einem von etwa 50 Gew.-#, begleitet von mindestens quaternären
Alkyl-Ammonium-Salz mit insgesamt mindestens 6 Kohlenstoffatomen,
wie z. B. Trimethyl-benzyl-ammonium-chlorid, letrabutyl-amraonium-jodid,
etc., in das Zwei-Phasensystem eingeführt, in dem die organische Phase aus organischem Halogenid,
dem katalytisch wirkenden Palladiumkomplex oder aus deren Lösungen in mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln
besteht, z. B. gesättigten aromatischen oder aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie Benzol, Toluol, Heptan,
etc. besteht.
Das Ausgangshalogenid wird vorzugsweise in Konzentrationen von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-# eingesetzt. Diese Werte sind
nicht kritisch. Sie sind im Hinblick auf eine leichte Verfahrensdurchführung vorgeschlagen.
Das Halogenid kann dem Reaktionsmedium langsam beigemischt
werden.
Das molare Verhältnis: Basisches Agens / organisches Halogenid ist vorzugsweise größer als das äquimolare Verhältnis,
ohne daß dies einen kritischen Charakter hat.
Was die quaternären Alkyl-ammonium-Salze betrifft, so ist
deren molares Verhältnis im Hinblick auf Natrium- oder
Kalium-carbonat nicht bindend. Es genügen katalytische
Mengen.
Das molare Verhältnis zwischen dem Palladium des katalytisch wirkenden Komplexes und dem organischen Halogenid kann,
da es sich um eine katalytische Reaktion handelt, innerhalb weiter Grenzen variieren. Gute Ergebnisse werden unter
allen Umständen mit Werten von etwa 0,1 bis etwa 0,0001 erhalten.
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Der Phosphin-Palladium-Komplex-Katalysator (phosphinic
Palladium complex catalyst) kann durch freie Phosphine im Überschuß hegleitet sein. Der Phosphin-Palladium-Komplex
kann leicht durch Reaktion von PdCIp(CgHcCIi)ρ
und Phosphin direkt im Reaktionsraediura in an sich "bekannter
Weise erhalten werden.
Als Phosphin gibt man dem Triphenyl-phospbin den Torzug, da es leicht erhältlich und hillig ist.
Die Reaktion -wird schließlich in einer Kohlenmonoxyd-Atmosphäre,
vorzugsweise hei einem Druck von Atmosphärendruck his etwa 15 Atmosphären durchgeführt.
Einige Beispiele für Ausgangshalogenide sind: Brombenzol, Dibrorabenzol, Trichlorbenzol, Benzylchlorid, Bromstyrol,
1-Brom-naphtalin, Jodbutan, etc.
Nach einer der möglichen Ausführungsformen läßt sich das Verfahren in folgender Weise durchführen.
In ein Reaktionsgefäß, ausgestattet mit .einem Rührer und einer die Temperatur regulierenden Vorrichtung, wurden
unter Kohlenmonoxydatmosphäre das Lösungsmittel, das Natriumcarbonat, das Ausgangshalogenid und der phosphinische
Palladium-Komplex-Katalysator (phosphinic Palladium complex catalyst), gegebenenfalls auch freies Phosphin
und das Alkyl-Ammonium-Salz eingeführt.
Das organische Halogenid kann auch in Kohlenwasserstofflösung zugegeben werden. Die Mischung wird dann auf die
gewünschte Temperatur gebracht, auf der sie unter Kohlenmonoxydatmosphäre
bis Beendigung der Reaktion (d.h. Beendigung d'er CO-Absorption) gehalten wird.
Sodann folgen die mit dem Abtrennen der wässrigen Phase verbundenen Trennvorgänge, die auch kontinuierlich durch-
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geführt werden können, das Ansäuern der wässrigen Phase mit konzentrierter Schwefel- oder Salz-Säure und Extraktion
der erhaltenen Säure in an sich "bekannter Weise.
Die organische Phase wird direkt in den Kreislauf zurückgeführt, ohne daß es nötig ist, den Katalysator getrennt
wiederzugewinnen, weil ea sich "bei der Reaktion um eine Zwei-Phasen-Reaktion handelt.
Das Verfahren der Erfindung weist gegenüber den vorbekannten
Verfahren folgende Vorteile auf:
1) Es werden keine giftigen Metallcarbonyle, wie Ui(CO).
ο/fCo (CO), JT" » benutzt;
2) Die Anwendung der Zwei-Phasen-Technik ermöglicht eine kontinuierliche Extraktion der aus der organischen Phase
stammenden Carbonsäure in die wässrige Phase und somit eine leichtere Durchführung eines kontinuierlichen
Verfahrens;
3) Der Katalysator bleibt in der organischen Phase und kann
in den Kreislauf zurückgeführt werden, ohne daß man ihn abtrennen muß;
4) Die Anwendung der anorganischen Base und des Alkyl-· Ammonium-Salzes ermöglichen eine Verfahrensführung
unter milderen Temperatur- und Druck-Bedingungen, als
. es bei den vorbekannten Verfahren der Fall war;
5) Das Arbeiten bei einem niederen Kohlenmonoxyd-Druck
(Ό5 atm) ist ein wesentliches Merkmal des Verfahrens der Erfindung, wodurch die Bildung wesentlicher Mengen
Natriumformiat vermieden wird, das sich bei hohen Drücken und Temperaturen leicht bilden kann;
6) Bei Verwendung von polyhalogenierten aromatischen Verbindungen ermöglicht es die Substitution eines einzigen
Halogenatoms durch eine COOH-G-ruppe.
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Das Verfahren der Erfindung soll durch die folgenden Beispiele
näher erläutert werden. Beispiele 4 "bis 7 stellen Vergleichsbeispiele dar, die zeigen, daß bei Abwesenheit
von NaOH (Beispiel 4) oder vom quaternären Ammonium-Salz
(Beispiel 7), also außerhalb der parametrischen Bedingungen der Erfindung, das Carbonsäureprodukt überhaupt nicht oder
nur in außerordentlich niedrigen Ausbeuten gebildet wird.
In einem 50 cm -Kolben, ausgestattet mit einem Magnetrührer,
wurden unter einem Kohlenoxydkopf Brombenzol (3,0 g), p-Xylol
(8,0 cm5), NaOH in 50 #-iger Konzentration (5,0 cm5),
Tetrabutylammonium-jodid (0,2 g), Pd^-P(C6H5 )-zJa (°>2 δ)»
Triphenylphospbin (0,2 g) eingeführt und die Mischung dann auf eine Temperatur von 95 bis 98 C gebracht. In etwa
4 Stunden und 30 Minuten wurden 340 cm Kohlenmonoxyd absorbiert.
Die erhaltene Reaktionsmischung verdünnte man dann mit 10 cm Wasser und führte sie in einen Scheidetrichter über.
Die wässrige Phase wurde abgetrennt, mit konzentrierter HCl angesäuert und dann mit Äthyläther extrahiert. Der so
erhaltene Ätherextrakt enthielt 2,0 g Benzoesäure (Ausbeute 86 56, auf eingeführtes Brombenzol).
In einen 50 cm -Kolben, ausgestattet mit einem Magnetrührer, führte man unter einem Kohlenmonoxydkopf Brombenzol (3,0 g),
p-Xylol (8,0 cm'5),4n NaOH (10 cm5), Tetrabutylammoniurajodid
(0,2 g), Ρα^~ϊ(06Η5)3.74 (0,2 g), Triphenylphosphin
(0,2 g) ein und erhöhte die Temperatur auf 86 bis 88° C, auf der man die Mischung unter Rühren etwa 5 Stunden hielt.
Es wurden 360 cnr CO absorbiert. Danach unterbrach man das Rühren, ließ die beiden Schichten sich trennen, wonach man
die wässrige Lösung mit einem Saugheber aus dem Kolben herausholte, so daß in dem Kolben nur die organische Phase
zurückblieb.
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Die wässrige Phase wurde dann angesäuert,mit Äthyläther
extrahiert und der erhaltene Ätherextrakt dann getrocknet, wobei man 1,7 g Benzoesäure erhielt. Der Xylollösung
wurden Tetrabutylaramonium-jodid (0,2 g), Brombenzol (3,0 g),
4n NaOH (10 cm ) unter einer OO-Atmosphäre zugemischt.
Die Mischung wurde bei 86 bis 88° C etwa 12 Stunden unter
3
Rühren gehalten, wobei 380 cm Kohlenoxyd absorbiert wurden.
Rühren gehalten, wobei 380 cm Kohlenoxyd absorbiert wurden.
Die organische Phase trennte man dann ab, man säuerte sie an und extrahierte sie mit Äthyläther. Der Ätherextrakt
enthielt 1,5 g Benzoesäure (Ausbeute 69 $, auf die Gesamtmenge
des eingeführten Brombenzols bezogen).
In einen 200 cm -Autoklaven, ausgestattet mit einem Magnetrührer,
einem Thermometer und einem Manometer wurden Brombenzol (9,0 g), p-Xylol (24 cm5), 4n NaOH (30 cm5), Tetrabutylammonium-jodid
(0,6 g), Triphenylphosphin (0,6 g) sowie Pa/"T?(CgH5)5_7. (0,6 g) eingeführt.
Der Autoklav wurde dann mit CO gewaschen und mit 8 atm Kohlenmonoxyd beladen. Darauf wurde die Temperatur bis auf
90 bis 95° C gebracht und die Mischung unter Rübren etwa 2 Stunden und 30 Minuten auf dieser Temperatur gehalten.
Der Druck wurde auf 9 bis 10 atm GO gehalten. Der Versuch wurde in der im Beispiel 2 angegebenen Weise durchgeführt,
wobei oan 6,0 g Benzoesäure (in einer Ausbeute von 85,5 S^,
auf eingeführtes Brombenzol bezogen) erhielt.
Der Versuch wurde in der in Beispiel 3 angegebenen Weise,
jedoch ohne NaOH durchgeführt. Es wurde keine Benzoesäure
erhalten.
In einen 100 cm -Kolben, ausgestattet mit einem mechanischen
In einen K
Rührer und einem Thermometer, wurden unter einem Kohlen-
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monoxydkopf p-Dibrotnbenzol (7,0 g), p-Xylol (30 cur),
NaOH "bei 50 $ Konzentration (70 cm5), PdGl2-(CgH5CL)2
(0,1 g), Tetrabutylammonium-jodid (0,6 g) sowie Triphenylphosphin
(1,2 g) eingeführt.
Die Temperatur wurde auf 90° C erhöht und die Mischung unter einer CO-Atmosphäre hei Atmosphärendruck, unter
heftigem Rühren etwa 5 Stunden gehalten.
Die weitere Aufarbeitung der Mischung erfolgte in der in Beispiel 2 angegebenen Weise, wobei man 4,8 g einer Säurefraktion
erhielt, die aus p-Brombenzoesäure mit einem Titer von 95 i° bestand (Ausbeute 77 56, auf eingeführtes
p-Dibrombenzol bezogen).
Der Versuch von Beispiel 5 wurde unter Verwendung von o,o5 g PdCl2-(C6HcClT)2 wiederholt.
Man erhielt 5,2 g p-Brombenzoesäure (in einer Ausbeute von 88 9S1 auf eingeführtes p-Dibrombenzol bezogen).
Der Versuch von Beispiel 5 wurde wiederholt, jedoch Tetrabutylammonium-jodid
weggelassen.
Man erhielt 1,5 g p-Brombenzoesäure (Ausbeute 25 #fauf
eingeführtes p-Dibrombenzol bezogen).
In die Apparatur des Beispiels 5 wurden p-Dibrombenzol (7,0 g), NaOH in 50 #-iger Konzentration (70 cm5), p-Xylol
(30 cm3), PdCl2-(C6H5CH)2 (0,1 g), Tetrabutylamraonium-jodid
(0,6 g), Tris-(bis-methoxy-phenyl)-phosphin (1,2 g) eingeführt, darauf die Temperatur auf
90° C gebracht und die Mischung unter Rühren für etwa 4 Stunden unter CO bei Atmosphärendruck gehalten. Die
weitere Aufarbeitung der Mischung erfolgte in der in
Beispiel 2 angegebenen Weise, wobei man 5,1 g p-Brom-
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_ -j 2 _
benzoesäure in 96 #-iger Konzentration erhielt (Ausbeute
82 %tauf eingeführtes p-Dibrombenzol bezogen).
In einen 500 cm -Autoklaven, ausgestattet mit einem mechanischen Rührer, wurden 1,3,5-Trichlorbenzol (7,0 g), p-Xylol
(50 cm'), NaOH von 20 $-iger Konzentration (100 cur),
PdGl2.5C6H5Cl)2 (0,2 g), Triphenylphosphin (0,6 g), Tetrabutylammonium-jodid
(0,6 g) eingeführt, und nachdem die Mischung mit CO gewaschen worden war, der Autoklav bis auf
130° C erhitzt und die Mischung bei dieser Temperatur unter Rühren und unter einem Druck von 5 bis 6 atm für
etwa 5 Stunden gehalten.
Die wässrige Phase trennte man dann ab, säuerte sie mit Chlorwasserstoffsäure an und extrahierte sie mit Äthyläther
(dreimal mit je 100 cm ). Aus dem Ätherextrakt erhielt
man nach dem Trocknen einen Rückstand von 3,7 g 3,5-Dichlorbenzoesäure.
Die Xylol-Iiösung enthielt einen 1,3,5-Trichlorbenzol-Rest,
der in den Kreislauf zurückgeführt wurde. (Die Ausbeute betrug 50 ^,auf eingeführtes 1,3,5-Trichlor- ·
benzol bezogen)«
In einen 200 cm -Autoklaven, ausgestattet mit einem Magnet— rührer und einem Thermometer, wurden 1,3,5-Trichlorbenzol
(7»0 g), p-Xylol (24 cm5), NaOH bei 20 #-iger Konzentration
(30 cm3), PdCl2/-p(C6H5)3_72 (0,6 g), P(C5H5J5 (1,2 g)
und Tetrabutylamroonium-jodid (0,6 g) eingeführt, der Autoklav
dann mit Kohlenmonoxyd gewaschen, danach die Mischung auf eine Temperatur von 110° C gebracht und auf dieser
Temperatur unter Rühren für etwa 6 Stunden unter einem CO-Druck von 9 bis 10 Atmosphären gehalten. Danach ließ man die
Mischung sich abkühlen und trennte die wässrig-alkalische Phase ab.
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Der XyIol-Lösung, mit der der Autoklav "beschickt war,
mischte man eine 2OJiNaOH (30 cm ) und Tetrabutylammoniumjodid
(0,6 g) zu, hielt die erhaltene Mischung etwa 6 Stunden unter einem C0-Druck von 9 "bis 10 ata auf 110° G,
trennte danach eine zweite wässrige Phase in der oben angegebenen Weise ab und wiederholte die Operation dann ein
drittes Mal.
Aus den drei wässrigen Phasen erhielt man 1,2 g, 1,4 g "bzw. 1,6 g 3,5-Dichlorbenzoesäure.
(Die Ausbeute betrug 57 i> tauf eingeführtes 1,3,5-Trichlorbenzol
bezogen).
In einen 1-Liter-Autoklaven, ausgestattet mit einem mechanischen
Rührer, einem Thermometer und einem Unter-Spiegeleinlaßrohr
mit Laschenverbindung (under-level fishing inlet tube) zum Einleiten von Flüssigkeiten, wurden
p-Xylol | (C6H5ON)2 | 50 | cm |
PdCl2 . | 0,1 | g | |
NaOH | 80 | g | |
H2O | 200 | g | |
Tetrabutylammoniumjodid 0,6 g
Triphenylphosphin 1,2 g
eingeführt. Darauf wurde die Temperatur auf 85 bis 90° C gebracht und unter 5 bis 6 atm CO etwa 3 Stunden etwa 25 g
Benzylchlorid, gelöst in 25 cm p-Xylol,eingeführt. Die
Mischung hielt man etwa 2 weitere Stunden auf 85 bis 90° G, trennte danach die wässrige Phase ab, säuerte sie mit konzentrierter
HCl an und extrahierte sie mit Äthyläther (dreimal mit je 100 cm ). Aus dem Itherextrakt erhielt
man nach dem Trocknen einen Rückstand von 21 g Phenylessigsäure. (Die Ausbeute betrug 78 ^1 auf eingeführtes
Benzylchlorid bezogen).
509881/1105
Nach den in Beispiel 1 angegebenen Verfahren wurden PdCl2 . (C6H5CN)2 (33,5 mg), P(C6H5)3 (335 mg), Tetrabutylammonium-jodid
(200 mg), NaOH von 30 $-iger Konzentration (24 cm ), p-Xylol (10 cm ) und p-Bromstyrol (2,3 g)
zur Reaktion gebracht.
Bei weiterer Behandlung dieser Mischung wurde die Säurefraktion von der Neutralfraktion mittels Bicarbonat getrennt,
wobei man 420 mg Cinnamylsäure erhielt (die Ausbeute war quantitativ ,auf eingeführtes p-Bromstyrol bezogen)
In einen 1-Liter-Autoklaven mit einem mechanischen Rührer,
einer Zuführungspumpe für Flüssigkeiten und einem Thermo-
3 3
meter wurden 200 cm Wasser, 80 g NaOH, 50 cnr p-Xylol,
0,1 g PdCl2(C6H5CN)3, 0,3 g P(C6H5)3 und 0,6 g Tetrabutylammonium-jodid
eingeführt, danach die Autoklaven-Innentemperatur auf 90 bis 95° C gebracht und unter einem 6 atm Druck
von CO innerhalb von mehr als 4 Stunden etwa 25 g Benzylchlorid und 0,3 P(C6H5J3.gelöst in 25 cm5 p-Xylol,
eingespeist. Das CO, das eingespeist wurde, um einen Druck von 5 bis 6 Atmosphären aufrechtzuerhalten, wurde sofort
absorbiert.
Nach etwa weiteren 2 Stunden wurde der Autoklav entleert und die wässrige Phase abgetrennt, angesäuert und mit
Äther (dreimal mit je 100 g) extrahiert.
Der Äther lieferte nach dem Trocknen einen Rückstand von 20 g Phenylessigsäure (in einer Ausbeute von 74 #, auf
eingespeistes Benzylchlorid bezogen).
In den Autoklaven des Beispiels 13 wurden 200 cm Wasser,
80 g NaOH, 50 cm5 p-Xylol, 0,1 g PdCl2-(CgH5CN)2, 0,2 g
und 0,6 g Tetrabutylaramonium-jodid eingespeist,
itoklav auf eine
609881/1106
Darauf wurde der Autoklav auf eine Temperatur von 95 C
und einem CO-Druck von 5 bis 6 atm gebracht und innerhalb
von 4 Stunden etwa 50 g Benzylchlorid und 0,2 g P(C6H5),
zugeführt. Pur insgesamt etwa 6 Stunden wurde ein Druck
von 5 bis 6 atm CO aufrechterhalten. Danach wurde in der in Beispiel 13 angegebenen Weise weiter verfahren, wobei
man 45 g Phenylessigsäure erhielt. (Die Ausbeute betrug 83 % j auf eingespeistes Benzylchlorid bezogen).
__ ——
In einen 200 cm -Autoklaven, ausgerüstet mit einem Magnetrührer und einem Thermometer, wurden 1-Broranaphxalin
(7,3 g), p-Xylol (25 cm'), NaOH von 25 #-iger Konzentration
(30 cm3), PdCl2.(C6H5CN)2 (0,2 g), P(C6H5)3 (0,6 g),
und Tetrabutylammonium-jodid (0,6 g) eingeführt.
Den Autoklaven spülte man mit Kohlenmonoxyd aus und brachte die Innentemperatur auf 110° C. Bei dieser Temperatur .
hielt man die Mischung unter Rühren etwa 4 Stunden unter einem CO-Druck von 9 bis 10 Atmosphären, dann ließ man die
Reaktionsmischung abkühlen, trennte die wässrige alkalische Phase ab, säuerte sie mit konzentrierter HCl an und extrahierte
sie dann mit Xthyläther (dreimal mit etwa je 50 cm ).
Der A'tberextrakt lieferte nach dem Trocknen 1,9 g eines
1-Naphtoesäure-Rückstandes, was einer Ausbeute von 31 #,
berechnet auf eingeführtes Bromnaphxalin entsprach,.
In einen 200 cm -Autoklaven, ausgestattet mit einem Magnetrtihrer
und einem Thermometer, v/urden 1-Jodbutan (4»8 g), p-Xylol (25 cm3), NaOH von 25 #-iger Konzentration (30 cm ),
PdCl2(C6H5CN)2 (0,2 g), P(C6H5)3 (0,6 g) und Tetrabutylammonium-jodid
(0,6 g) eingeführt, der Autoklav dann mit Kohlenmonoxyd ausgespült, die Mischung auf eine Temperatur
von 110° C gebracht und bei dieser Temperatur unter Rühren für etwa 4 Stunden unter einem CO-Druck von 9 bis 10 atm
gehalten.
509881 /1 105
— ID —
Darauf ließ man die Mischung abkühlen, trennte die wässrige alkalische Phase ah, säuerte sie mit konzentrierter
HCl an und extrahierte sie mit Äthyläther (dreimal mit je 50 cm·5).
Der Ätherextrakt lieferte nach dem Trocknen 0,2 g eines Rückstandes,der n-Valeriansäure enthielt.
509881/1105
Claims (10)
- ""If"™PatentansprücheVerfahren zur Herstellung von Carbonsäuren durch Umsetzung von aromatischen und/oder aliphatischen organischen Halogeniden, die durch unter Reaktionsbedingungen inerten Gruppen substituiert sein können, mit Kohlenmonoxyd in Gegenwart von phosphinischen Palladium-Komplexen (phosphinic Palladium complexes) ■ als Katalysator und quaternären Alkyl-ammonium-Salzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in einem Zwei-Phasen-Flüssigkeitssystem ausa) organischem Halogenid und dem Palladium-Komplex-Katalysator oder deren Lösungen in mindestens einem mit Wasser nicht mischbaren Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel undb) einer wässrig-anorganisch-alkalischen Losung, die das quaternäre Alkyl-Ammonium-Salz enthält, bei einer Temperatur von etwa 50 bis etwa 150° C durchgeführt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches Halogenid Benzol-, Benzyl-, Styrol- oder Naphtalin-chloridpbromid oder -jodid verwendet wird.
- 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren bei einer Temperatur von etwa 80 bis etwa 130° C und einem Druck von Atmosphären-Druck bis etwa 15 atm durchgeführt wird.
- 4* Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel der organischen Phase Toluol, Xylol und/oder Heptan verwendet werden.509881/1105
- 5. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als wässrige Phase eine alkalische Lösung verwendet wird, die NaOH oder KOH in einer Konzentration von etwa 50 Gew.—$ enthält.
- 6. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, 3, 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator:a) mindestens ein Palladium-Komplex der Formelworin πι eine ganze Zahl von 2 bis 4 und(R)^ eine gleichartige oder ungleichartige Radikalgruppe, "bestehend aus Phenyl- und/ oder Alkyl-Radikalen, die auch substituiert sein können, bedeutet,b) mindestens ein Palladium-Komplex der allgmeinen Potnfeelworin die Radikalgruppe (R)2 die weiter oben für (R), angegebene Bedeutung hat,ρ eine ganze Zahl von 1 bis 2 undZahl .η eine ganze von 1 bis 6 bedeutet und/oderc) mindestens ein Palladium-Komplex der allgemeinen FormelP(R)3P(R)3worin die Gruppen (R), gleich oder verschieden sind und die weiter oben angegebene Bedeutung haben, undY Halogen und/oder eine Arylgruppe ist,verwendet werden.509881/1105
- 7. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Palladium-Katalysator und das organische Halogenid in einem molaren Verhältnis von Pd/organischem Halogenid von etwa 0,1 "bis etwa 0,0001 verwendet werden.
- 8. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6> oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische Base ' und das organische Halogenid in einem größeren als dem äquimolaren Verhältnis von anorganischer Base zu organischem Halogenid angewandt werden.
- 9. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete quaternäre Alkylammonium-Salz mindestens insgesamt 6 Kohlenstoffatorae enthält.
- 10. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Katalysator mit Phosphinen, vorzugsweise Triphenylphosphin, assoziiert ist.Für: Montedison Mailand / iDr.Ή. J. Wolff Rechtsanwalt509881 /1105
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