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Verfahren zur Herstellung von Imidazolen
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Zusatz zu Patentanmeldung P - o,z, 32 662 Die Erfindung betrifft ein
neues Verfahren zur Herstellung von Imidazolen durch Umsetzung von 2-Imidazolinen
bei Temperaturen von 300 bis 6000C in Gegenwart von Zinkoxid oder einem Gemisch
von Zinkoxid und Aluminiumoxid als Katalysatoren Es ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
1 952 991 bekannt, daß man Alkylendiamine mit Carbonylverbindungen in Gegenwart
eines Kupfer- und/oder Chrom-Katalysators bei 320 bis 6500C zu Imidazolen umsetzen
kann Wie alle Beispiele zeigen, muß zusätzlich Wasserstoff der Reaktion. zugeführt
werden; wieder verwertbare Nebenprodukte werden nicht erhalten Die US-Patentschrift
2 847 417 beschreibt die Herstellung von Imidazolen aus Alkylendiaminen und Carbonsäuren
an Trågerkatalysatoren der Platinmetalle. Solche Katalysatoren sind teuer und werden
durch bestimmte Stoffe wie Schwefel, Schwermetalle oder Halogenide leicht vergiftet.
Edelmetallkatalysatoren verlangen aufwendige Herstellungsverfahren, um die gleichmäßige
Wirksamkeit des Katalysators zu gewährleisten, sowie sehr reine Ausgangsstoffe,
um die Wirkung des Katalysators nicht zu beeinträchtigen. Wie Beschreibung (Spalte
1, Zeilen 50 bis 70, Spalte 2, Zeilen 65 bis 70) und die Beispiele zeigen, wird
auch bei diesem Verfahren zusätzlich Wasserstoff zugesetzt, um die Bildung teeriger
Polymere und Ablagerungen auf dem Katalysator zu vermeiden und die Wirksamkeit des
Katalysators so möglichst lange zu erhalten.
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Es ist aus der russischen Patentschrift 201 418 bekannt, daß man 2-Methylimidazolin
in Gegenwart eines Metallkatalysators und mit Diphenyloxid als Reaktionsmedium bei
einer Temperatur von 180 bis 2300C zu 2-Methylimidazol dehydriert. Die Patentschrift
zeigt in einem Beispiel, daß Mengen von 47 Gramm Ausgangsstoff umgesetzt werden.
Führt man die Umsetzung in der flüssigen Phase im großtechnischen Maße durch, erhält
man eine
wesentlich geringere Ausbeute bis zu weniger als 60 % der
Theorie. Ein erheblicher Anteil an Imidazol wird durch Dealkylierung gebildet, und
zwar um so mehr, je höher der Umsatz zu 2-Methylimidazol liegt. Das Verfahren ist
daher im Hinblick auf Einsparung teuerer Lösungsmittel, gute Ausbeute und einfachen
und wirtschaftlichen Betrieb unbefriedigend. Ein hoher Umsatz wäre andererseits
erstrebenswert, weil so die destillative Abtrennung des unumgesetzten Imidazolins
nicht mehr erforderlich ist. Ein solcher Vorteil wäre besonders im Falle der Herstellung
hochschmelzender Imidazole, z.B. des 2-Phenylimidazols, von Bedeutung.
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Gegenstand der Patentanmeldung P - O.Z. 32 662 ist ein Verfahren zur
Herstellung von Imidazolen der Formel
worin R1, R2 und R3 gleich oder verschieden sein können und jeweils einen aliphatischen,
araliphatischen oder aromatischen Rest oder ein Wasserstoffatom bedeuten, durch
Umsetzung von aliphatischen Carbonsäuren mit Alkylendiaminen, wobei man 1,2-Diamine
der Formel
worin R1 und R2 die vorgenannte Bedeutung besitzen, mit Carbonsäuren der Formel
R3-CooH III, worin R3 die vorgenannte Bedeutung besitzt, bei einer Temperatur von
300 bis 6000C in Gegenwart von Zinkoxid oder einem Gemisch von Zinkoxid und Aluminiumoxid
als Katalysatoren umsetzt.
Es wurde nun gefunden, daß sich das Verfahren
dieser Patentanmeldung weiter ausgestalten läßt, wenn man anstelle der Ausgangsstoffe
II und III 2-Imidazoline der Formel
worin R1, R2 und R5 die vorgenannte Bedeutung besitzen, umsetzt.
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Die Umsetzung kann für den Fall der Verwendung von 2-Äthyl-4-methylimidazolin
durch die folgende Formel wiedergegeben werden:
Im Vergleich zu den bekannten Verrahren liefert das Verfahren nach der Erfindung
auf einfacherem und wirtschaftlicherem Wege Imidazole in guter Ausbeute und Reinheit.
Obwohl kein zusätzlicher Wasserstoff zugeführt wird, werden eine Bildung teeriger
Polymere, Ablagerungen auf dem Katalysator und ein rascher Rückgang der Katalysatoraktivität
nicht beobachtet. Ein Zusatz von Wasserstoff ist nicht notwendig noch zweckmäßig.
Im Vergleich zu den Katalysatoren der bekannten Verfahren sind die erfindungsgemäßen
Katalysatoren billiger, leichter regenerierbar und werden nicht in deutlichem Maße
während einer längeren Betriebsdauer vergiftet. Gerade auch im großtechnischen Maßstab
ist das Gesamtergebnis mit Bezug auf Umsatz und Ausbeute im Vergleich zum Stand
der Technik besser. Alle diese vorteilhaften Eigenschaften sind im Hinblick auf
den Stand der Technik überraschend.
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Bevorzugte Ausgangsstoffe IV und dementsprechend bevorzugte Endstoffe
I sind solche, in deren Formeln R1, R2 und R3 gleich oder verschieden sein können
und Jeweils einen Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere mit 1 bis
8 Kohlenstoffatomen, einen Alkenylrest mit mehreren Doppelbindungen oder insbesondere
einer Doppelbindung und mit 2 bis 18, vorzugsweise 3 bis 18, insbesondere 4 bis
8 Kohlenstoffatomen, einen Aralkylrest mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen oder einen
Phenylrest oder ein Wasserstoffatom bedeuten Die vorgenannten Reste können noch
durch unter den Reaktionsbedingungen inerte Gruppen, z.B. Alkylgruppen oder Alkoxygruppen
mit jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, substituiert sein.
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Als Ausgangsstoffe IV kommen z.B. in Frage: In 2-Stellung, 4-Stellung
oder 5-Stellung einfach oder in 2 dieser Stellungen gleich oder unterschiedlich
zweifach oder in diesen 3 Stellungen gleich oder unterschiedlich dreifach durch
die Methyl-, Äthyl-, Allyl-, Crotyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, Pentyl-,
sek.-Butyl-, tert.-Butyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, Oleyl-, n-Undecen-(ll)-yl-(l)-,
Nonyl-, Decyl-, Octadecyl-, Benzyl-, Phenylgruppe substituierte 2-Imidazoline, unsubstituiertes
2-Imidazolin.
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Die Umsetzung wird bei einer Temperatur von 300 bis 6000C, zweckmäßig
von 350 bis 5000C, vorzugsweise von 400 bis 4800C, drucklos oder unter Druck, zweckmäßig
von 1 bis 50 bar, kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt In der Regel
dient das Reaktionsgemisch auch als Lösungsmedium, gegebenenfalls können auch unter
den Reaktionsbedingungen inerte organische, zweckmäßig mit Wasser kein Azeotrop
bildende Lösungsmittel, z.B. aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Petroläther oder
Ligroin, verwendet werden. Unter den organischen Lösungsmitteln sind solche mit
einem Siedepunkt über 1200C, zweckmäßig über 1400C, z.B. entsprechende Benzinfraktionen
von 120 bis 1600C, bevorzugt
Als Katalysator wird Zinkoxid allein
oder ein Gemisch von Zinkoxid und Aluminiumoxid, zweckmäßig in einem Verhältnis
von Zink zu Aluminium wie 1 bis 50, vorzugsweise 8 bis 10 Grammatom Zink Je Grammatom
Aluminium, und von 0,1 bis 1, vorzugsweise von 0,2 bis 0,4 Grammatom Zink Je Mol
Ausgangsstoff IV verwendet.
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Als Aluminiumoxid kommen z.B. a- und y-Aluminiumoxide in Frage.
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Man kann auch Zinkverbindungen, die unter den Reaktionsbedingungen
Zinkoxid ergeben, verwenden, z.B. ein mit Zinkchlorid oder Zinksulfat imprägniertes
Aluminiumoxid. Ebenfalls kommen anstelle von Aluminiumoxid auch dieses Oxid enthaltende
Stoffe oder Stoffgemische in Betracht, z.B. Aluminiumsilikat, Magnesiumaluminiumsilikathydrat,
Dimagnesiumaluminiumsilikathydrat, Natriumaluminiumsilikat, Calciumaluminiumsilikat,
Fullererde, Tone, Bletoherden wie Bentonit, Bauxit, Bimsstein, Andalusit, Kaolin,
Allophane, Zeolithe, Mullit, Korund, y-Tonerde, Hydrargillit, Böhmit.
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Der Katalysator kann trägerfrei sein oder auch auf einem Träger, vorteilhaft
in einer Menge von 1 bis 18 Gewichtsprozent Katalysator, bezogen auf den Träger,
aufgebracht sein. Ebenfalls können vorgenannte Aluminiumverbindungen gleichzeitig
in Gestalt des darin enthaltenen Al203 als Katalysatorkomponente und für das Zinkoxid
als Träger dienen. Als Träger kommen zweckmäßig in Frage Kieselsäureverbindungen
wie Silikate, z.B. Montmorillonit, Floridaerde, Quarz, Asbest; gefällte Kieselsäuie,
Kieselgel, Kieselgur; Titandioxid, Zirkondioxid, Zinndioxid, Aktivkohle; Erdalkalisulfate
oder Erdalkaliphosphate, z.B. die Calcium- oder Bariumsalze; oder entsprechende
Gemische vorgenannter Trägermaterialien. Die Herstellung der Trägerkatalysatoren
wird nach den üblichen Verfahren, z.B. durch Auftragen der Zinkverbindung und gegebenenfalls
der Aluminiumverbindung auf den Träger, Trocknen und Calcinieren, beispielsweise
zwischen 400 und 1 2000C in reduzierender, oxidierender oder inerter Atmosphäre,
durchgeführt. Der Träger kann auch in seiner gewünschten geometrischen Form mit
einer Lösung der Zinkverbindung allein bzw. der Zink- und Aluminiumverbindung, z.B.
einer wäßrigen Lösung von Zinksulfat und gegebenenfalls Aluminiumsulfat, getränkt
und getrocknet werden. Ebenfalls kann man das
Trägermaterial mit
der Zinkverbindung und gegebenenfalls der Aluminiumverbindung und Wasser verkneten,
in die gewünschte Form bringen, trocknen und bei einer Temperatur von 400 bis 1
2000C calcinieren.
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Die Teilchengröße der Katalysatoren beträgt vorzugsweise von 0,05
bis 7, insbesondere von 2 bis 4 Millimetern. Die Form kann beliebig, z.B. in Pillen-,
Zylinder- oder Strangform, kugelförmig oder körnig, gewählt werden. Bevorzugt sind
bei dem Katalysator auf Träger Porenvolumina von 0,05 bis 1 Milliliter je Gramm,
spezifische Oberflächen von 1 bis 300 Quadratmeter Je Gramm und Schüttgewichte von
0,4 bis 2,1 Gramm je Milliliter.
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Man kann auch mit Katalysator überzogene Rohre oder netzartige Träger
verwenden.
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Vorzugsweise werden die Katalysatoren allein oder auf dem Träger in
Splitt- oder Kugelform in der Wirbelschicht eingesetzt, wobei zweckmäßig Katalysatorteilchen
mit Korngrößen von 0,005 bis 3 mm, insbesondere von 0,1 bis 1 mm, bevorzugt 0,2
bis 0,4 mm, verwendet werden. Die Schichthöhe des Katalysatorbettes im Wirbelzustand
beträgt vorteilhaft 30 bis 2 000, insbesondere 60 bis 80 Millimeter oder wird zweckmäßig
so gewählt, daß sich Verweilzeiten der Ausgangsstoffe II in der Katalysatorschicht
von 0,01 bis 20, vorzugsweise von 5 bis 10 Sekunden ergeben.
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Bezüglich der Herstellung der Katalysatoren wird auf Houben-Weyl,
Methoden der Organischen Chemie, Band 4/2, Seiten 142 ff und Ullmanns Encyklopädie
der technischen Chemie, Band 9, Seiten 271 ff, verwiesen.
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Die Reaktion kann wie folgt durchgeführt werden: Der flüssige oder
dampfförmige Ausgangsstoff IV, zweckmäßig im Gemisch mit Inertgasen, z.B. Stickstoff,
werden bei der Reaktionstemperatur über den Katalysator bzw. Katalysator auf dem
Träger in einem Festbett geleitet. Das aus dem Reaktor dampfförmig austretende Reaktionsgemisch
wird gegebenenfalls dann in einem Zyklon entstaubt und in einer gekühlten Vorlage
kondensiert. Durch fraktionierte Destillation wird zweckmäßig der Endstoff abgetrennt.
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Der Endstoff kann auch durch Umkristallisation oder Umfällung
aus
geeigneten Lösungsmitteln, z.B. mit Toluol, Dimethylformamid oder verdünnten Säuren,
z. B. mit Ameisensäure, isoliert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die Ausgangsstoffe
in einer Wirbelschicht bei der Reaktionstemperatur umgesetzt. Der Katalysator bzw.
Katalysator auf Träger kann zweckmäßig durch Inertgas oder einem Gemisch von Ausgangsstoff
IV und Inertgas als Wirbelsnhiehtgas bei Normaldruck oder vermindertem oder erhöhtem
Druck In einer Wirbelschicht gehalten werden. Entsprechend kann die Gesamtmenge
oder eine Teilmenge an Ausgangsstoff IV getrennt von dem Wirhelschicht,gas in den
Wirbelschichtreaktor etngeleitet werden Ausgangsstoff IV kann auch in einem beheizten
Vorratsgefäß flüssig gehalten und in einen Verdamprer dosiert, der dem Wirbelschichtreaktor
vorgeschaltet ist. Gleichzeitig leitet man vorteilhaft einen schwachen Stickstoffstrom,
zweckmäßig von 5 000 bis 5C 000 Volumenteilen Stickstoff je Stunde, durch den Verdampfer
Der verdampfte Ausgangsstoff IV wird zusammen tt dem Stickstoffstrom durch das Katalysatorbett
geleitet Zwar ist Wasserstoff in allen diesen Fällen als Inertgas verwendbar, zweckmäßiger
wird aber, schon aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und Sicherheit, Stickstoff verwendet.
Die Konzentration des Ausgangsstoffs IV im Inertgas beträgt vorteilhaft 0*1 bis
50 Volumenprozent.
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Man kann das Verfahren nach der Erfindung in einem einrachen oder
unterteilten, offenen oder geschlossenen Wirbelschichtsystem mit und ohne Fließstaubzirkulation
durchführen Bezüglich Reaktoren, Durchführung, Verfahrensvarianten und Reaktionsbedingungen
des Wirbelschichtverfahrens wird auf Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie,
Band 1, Seiten 916 rr, verwiesen. Die Aurarbeitung des Reaktionsgemisches erfolgt
in vorgenannter Weise In einer bevorzugten Ausführungsform werden nach dem in der
deutschen Patentanmeldung P - O.Z. 32 662 beschriebenen Verfahren 1,2-Diamine der
Formel
worin R1 und R die vorgenannte Bedeutung besitzen, mit Carbonsäuren der Formel R³-COOH
worin R3 die vorgenannte Bedeutung besitzt, bei einer Temperatur von lj00 bis 600°C
C in Gegenwart von Zinkoxid oder einem Gemisch von Zinkoxid und Aluminiumoxid als
Katalysatoren umsetzt, wobei die als Nebenprodukte erhaltenen Imidazoline IV bei
der fraktlonlerten Destilation anfallen und unter denselben Verfahrensbedingungen
wie bei der erfindungsgemäßen Umsetzung zu den entspreehenden Imidazolen dehydriert
werden Das Imidazolin wird vorteilhaft flüssig ill den Verdampfer dosiert, die Dämpfe
im Stickstoffstrom durch den Wirbelreaktor geleitet und anschließend kondensiert
Das Reaktionsgemisch kann ebenfalls durch Destillation oder Kristallisation gereinigt
werden Die Ausgangsstoffe II und III werden miteinander in stöchiometrischer Menge
odet jeder im Überschuß zum anderen, vorteilhaft in einem Verhältnis von 1 bis 5,
vorzugsweise von 1 bis 1,1 Mol Ausgangsstoff II je Mol Ausgangsstoff ilI umgesetzt.
Bevorzugte Ausgangstoffe II, III und dementsprechend bevorzugte Endstoffe I sind
solche, in deren Formeln R1, R² und R3 gleich oder verschieden sein können und jeweils
einen Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen,
einen Alkenylrest mit mehreren oder insbesondere einer Doppelbindung und mit 2 bis
18, vorzugsweise 3 bis 18, insbesondere 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, einen Aralkylrest
mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen oder einen Phenylrest oder ein Wasserstoffatom bedeuten.
Die vorgenannten Reste können noch durch unter den Reaktionsbedingungen inerte Gruppen,
z. B. Alkylgruppen oder Alkoxygruppen mit jeweils 1 bis 4 Kohlenstorfatomen, substituiert
sein Als Ausgangsstoffe II kommen z. B. in Frage: Äthylendiamin, 1,2-Propylendiamin,
1,2-Butylendiamin, 1,2-Pentylendiamin, l,2-n-Hexylendiamin, 1,2-n-Heptylendiamin,
1,2-n-Octyllendiamin, 1,2-n-Nonylendiamin, 1,2-n-Decylendiamin, 1,2-n-Octadecylendiamin;
2,3-Butylendiamin,
2,3-Pentylendiamin, 2,3-Hexylendiamin, 2,3-Heptylendiamin, 2,3-Octylendiamin, 2,3-Nonylendiamin,
2,3-Decylendiamin, 3,4-Hexylendiamin, 3,4-Heptylendiamin, 3,4-Octylendiamin, 3,4-Nonylendiamin,
3,4-Decylendiamin, 4,5-Octylendiamin, 4,5-Nonylendiamin, 4,5-Decylendiamin, 5,6-Dodecylendiamin;
durch die Benzyl und/oder Phenylgruppe in l-Stellung einfach oder in 1- urid -Stellung
gleichzeitig substituierte A'thylendiam4ne, durch vorgenannte Alkylgruppen in l-Stellung
und durch de Benzyl- oder Phenylgruppe in 2-Stellung substituierte Athylendiamine
Als Ausgangsstoffe III kommen z.B. in Betracht: Benzoesäure, Phcnylessigsäure9 Acrylsäure,
Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure. Buttersäure, Isobuttersäure, Tetracosansäure,
Hexacosansäure, Linolsäure, Linolensäure, Ricinolsäure,Erucsäure, Myristinsäure,
Arachinsäure, Behensäure, Ölsäure, Elaidinsäsure, napronsällre, Onanthsäure, Pelargonsäure,
Caprinsäure, 3,5,5-Trimethylhexansäure, 2-Athylpenten-(2)-säure-(1), Undecansäure,
Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, 2-Äthylhexancarbonsäure, α-Äthylbuttersäure,
Methacrylsäure, Crotonsäure, Ioscrotonsäure, Tiglinsäure, Sorbinsäure, Undecylensäure,
2-Methylbutansäure, Trimethylessigsäure, Valerlansäure, Isovaleriansäure, a -Eläostearinsäure,
ß-Eläosterinsäure, #-9,10-12,13-Octadecadiensäure, Isocapronsäure, Nonansäure, Tridecansauref
Pentadecansäure, Heptadecansäure, 4,5-Decensäure, 9,lG-Decensäure, 4,5-Dodecensäure,
5,6-Tetradecansäure, 9,10-Hexadecensäure, 6,7-Octadecensäure, 9,10-Octadecensäure,
11,12-Octadecensäure, 3,4-Dodecensäure, Parinarsäure; oder entsprechende Gemische
wie die bei der Herstellung von natürlichen oder synthetischen Fettsäuren erhaltenen
Gemische. Solche Gemische fallen z. B. durch Fettspaltung, durch Paraffinoxidation
oder durch die Oxosynthese aus Olefinen, Kohlenoxid und Wasser an Die übrigen Reaktionsbedingungen
entsprechen den vorgenannten, z,B. mit Bezug auf Reaktionstemperatur, Katalysator,
Reaktionsführung und Mengenverhältnissen der Komponenten.
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Die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Imidazole I sind
wertvolle Ausgangsstoffe für die Herstellung von Farbstoffen, Pflanzenschutzmitteln,
Textilhilfsmitteln, Katalysatoren
für Polyurethane und Epoxidharze,
oberflächenaktiven Mitteln und Pharmazeutika, z.B. den entsprechenden Nitroimidazolen.
Imidazole I werden als Katalysatoren rür Polymerisationsreaktionen und Aldolkondensationen
verwendet. Bezüglich der Verwendung wird auf die vorgenannten Veröffentlichungen
und Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Band 8, Seite 499, verwiesen.
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Die in den folgenden Beispielen aufgeführten Teile bedeuten Gewichtsteile.
Die Gewichtsteile verhalten sich zu den Volumenteilen wie Kilogramm zu Liter.
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Beispiel 1 a) 120 Teile 1,2-Dlaminoäthan werden unter Rühren und Kühlung
mit 120 Teilen Essigsäure bei 380C gemischt. Das gebildete Äthylendiamin-Monoacetat
erstarrt unterhalb 35 0C zu einer kristallinen Masse, oberhalb dieser Temperatur
bleibt es rlüssig. 200 Teile dieses Gemisches werden pro Stunde aus einem Vorratsgefäß
in einen auf 3000C erhitzen horizontalen Quarzverdampfer dosiert und der Dampf zusammen
mit 5 000 Volumenteilen pro Stunde Stickstoff durch den auf 3500C erhitzen Wirbelreaktor
geleitet. Der Wirbelreaktor ist ein vertikal auf dem Verdampfer sitzendes, elektrisch
beheiztes Quarzrohr, das nach unten mit einer eingeschmolzenen Quarzfritte abgeschlossen
ist Das Quarzrohr ist mit 200 Teilen eines Katalysators aus 90 Gewichtsprozent Zinkoxid
und 10 Gewichtsprozent Aluminiumoxid (Korngröße 0,1 bis 0,3 mm) zur Hälfte gefüllt.
Die Verweilzeit in der Katalysatorzone im Wirbelzustand beträgt 3,5 Sekunden. Die
Höhe der Katalysatorzone beträgt im Wirbelzustand 80 mm. Die den Reaktor verlassenden
Dämpfe werden kondensiert und fraktioniert destilliert. Man erhält stündlich 55,8
Teile (41 % der Theorie, bezogen auf umgesetztes Diamin II) 2-Methylimidazol vom
Kp15 l580C, Fp 1450C und 59,6 Teile (42,5 % der Theorie, bezogen auf umgesetztes
Diamin II) 2-Methylimidazolin vom Kp15 1150C, Fp 1030C. Der Umsatz beträgt 98,7
Prozent, bezogen auf Diamin II. Die Ausbeute blieb auch noch nach 300 Stunden Betrieb
konstant.
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b) (Verwendung des Nebenproduktes): 200 Teile des nach Beispiel la)
erhaltenen 2-Methylimidazolins werden geschmolzen und stündlich mit 5 000 Volumenteilen
N2/Stunde bei 4000C durch den in Beispiel la) beschriebenen Wirbelreaktor geleitet.
Man erhält analog Beispiel la) stündlich 121,3 Teile (91,1 % der Theorie, bezogen
auf umgesetztes 2-Methylimidazolin) 2-Methylimidazol vom Kpl5 1580C, Fp 1450C und
63,6 Teile nicht umgesetztes 2-Methylimidazolin vom Kp15 115 C, 0 Pp 103 C. Umsatz
= 68,2 Prozent.
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Beispiel 2 Aus einem beheizten Dosiergefäß werden stündlich 200 Teile
geschmolzenes 2-Methylimidazolin in einen auf 300°C erhitzten Quarzverdampfer dosiert.
Die Dämpfe werden analog Beispiel la) zusammen mit 5 000 Volumenteilen N2 durch
den auf 4000C beheizten Wirbelschichtreaktor geleitet und nach Verlassen des Reaktors
kondensiert Man erhält analog Beispiel Ib) stündlich 157,6 Teile 2-Methylimidazol
vom Fp 145 0C. Der Umsatz zu 2-Methylimidazol beträgt 87,15 Prozent, die Ausbeute
92,6 % der Theorie, bezogen auf umgesetztes 2-Methylimidazolin. Das nicht umgesetzte
2-Methylimidazolin wird durch fraktionierte Destillation abgetrennt und der Dehydrierung
wieder zugeführt Beispiel 3 80 Teile 2-Phenylimidazolin und 100 000 Volumenteile
Stickstoff werden stündlich durch den auf 4000C erhitzten Wirbelschichtreaktor geleitet
Man erhält analog Beispiel 2 stündlich 75 Teile (93,15 % der Theorie, bezogen auf
umgesetzten Ausgangsstoff IV) 2-Phenylimidazol vom Fp 145 0C. Der Umsatz beträgt
98 Prozent, bezogen auf umgesetzten Ausgangsstoff IV. Die Ausbeute blieb auch noch
nach 300 Stunden Betrieb konstant.
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Beispiel 4 100 Teile 2-Xthyl-4-methylimidazolin und 1 000 Volumenteile
Stickstoff werden stündlich durch den auf 3800C erhitzen Wirbelreaktor geleitet.
Man erhält analog Beispiel 2 stündlich
71,25 Teile (91,5 % der
Theorie, bezogen aiif umgesetzten Ausgangsstoff IV) 2-Äthyl-4-methylimidazol vom
Fp 380C Der Umsatz beträgt 79,3 Prozent, bezogen auf umgesetzten Ausgangsstoff IV
Die Ausbeute blieb auch nooh nach 300 Stunden Betrieb konstant Beispiel 5 Analog
Beispiel 1 werden stündlcih 200 Teile 4-Methylimidazolin in einem Stickstoffstrom
von 5 000 Teilen N2/Stunde bei 400°C dehydriert Man erhält analog Beispiel 2 stündlich
171 Teile (91,7 % der Theorie, bezogen auf umgesetztes Diamin II) 4-Methylimidazol
vom Fp 45°C. Der Umsatz text ragt 95,5 Prozent, bezogen auf umgesetzten Ausgangsstoff
IV Die Ausbeute blieb auch noch nach 300 Stunden Betrieb konstant Beispiel 6 100
Teile 1-Phenylimidazolin und 5 000 Volumenteile Stickstoff werden stündlich durch
den auf 400° C erhitzten Wirbelreaktor geleitet Man erhält analog Beispiel 2 stündlich
69,5 Teile (76 % der Theorie, bezogen auf umgesetzten Ausgangsstoff IV) l-Phenylimidazol
vom Kp 1,5 110 bis 1120C neben 7,3 Teilen nicht umgesetztem l-Phenylimidazolin vom
Fp 450C Der Umsatz beträgt 92,7 Prozent, bezogen auf umgesetzten Ausgangsstoff IV.
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Beispiel 7 Analog Beispiel 2 werden stündlich 100 Teile 2-Heptadecylimidazolin
in einem Stickstoffstrom von 5 000 Teilen N2/Stunde bei 4000C dehydriert Man erhält
analog Beispiel 2 stündlich 88,9 Teile (98 % der Theorie bezogen auf umgesetzten
Ausgangsstoff IV) 2-Heptadecylimidazol vom Kp0,4 2280C, Fp 810C neben 8,7 Teilen
nicht umgesetztem Ausgangsstoff IV Kp0,4 194-197°C, Fp 77°C. Der Umsatz beträgt
91,) Prozent