DE2736059A1 - Verfahren zur herstellung von 2,6-di-tert.-butylphenol - Google Patents
Verfahren zur herstellung von 2,6-di-tert.-butylphenolInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die erdölchemische und die chemische Industrie, insbesondere auf
Verfahren zur Herstellung von 2,6-di-tert.-Butylphenol, welches bei der Herstellung von Stabilisatoren polymerer
Materialien Verwendung findet.
Ee ist ein Verfahren zur Herstellung von 2,6-di-tert.-Butylphenol durch Alkylierung von Phenol mit reinem Isobutylen in Gegenwart von in Phenol gelöstem Aluminium als
Katalysator bekannt (PT-PS 1 137 444, Stroh B., Seydel E., Hohn W., Angew. Chem., 69t 6991» 1957)·
In diesem Falle erhält man ortho-tert.-Butylphenol
und 65 bis 70 Molprozent 2,6-di-tert.-Butylphenol. Ein Nachteil des Verfahrens sind hohe Kosten des verwendeten reinen
Isobutylens, welches nach speziellen Methoden aus Isobutylen enthaltenden Kohlenwasserstoffen abgetrennt wird.
Es ist Alkylierung des Phenols mit n-Butenen bei einer Temperatur von 140 bis 24O0C in Gegenwart von in Phenol gelöstem Aluminium als Katalysator bekannt. Bei einer
Temperatur von 15O0C beträgt die Ausbeute an 2-sec.-Butylphenol 27,5 Molprozent (DT-PS 2 333 745).
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Es ist außerdem auch ein Verfahren zur Herstellung
von 2,6-di-tert.-Butylphenol in Gemisch mit 2-tert.-Butylphenol
bekannt. Die Alkylierung des Phenols wird mit einen Gcaisch etwa $0 Iviolprozent Isobutylen enthaltender
XGomeior Butene in Gegenwart von in Phenol gelöstem Aluminium
als Katalysator bei eir.er Temperatur von 70 bis
0C, vorzugoivcdüe 90 bis 1300C durchgeführt.
l'.in Nachteil dieses Verfahrens ist die Bildung im
Prozeß von 2-sec.-Butylphenol als Nebenprodukt, dessen
Konzentration von dem Gehalt des Gemisches der isomeren Butene an Isobutylen abhängt.
In der Tabelle 1 sind Angaben angeführt, welche die Selektivität des Alkylierungsprozesses in Abhängigkeit
von dem Anfangs- und Endgehalt des Gemisches der isomeren Butene an Isobutylen zeigen.
Versu | Tempe- | Isobutylei • ^ |
ikonzcntra »misch der % |
;~ Endkonzentration | - 2-sec. -Butyl- phenol |
ches | 0C | Ausgangs- konzentra tion |
Endkon zentra tion |
2,6-di-tert. -Butylphe- nol |
0,7 3.2 |
1 2 |
110 110 |
45,4 45,4 |
20,4 4.1 |
65.5 66,2 |
Aus der Tabelle ist folgendes zu ersehen. Je höher die Umwandlung des Isobutylens ist, desto mehr Nebenprodukt, 2-sec.-Butylpb.enol, bildet sich. Das Vorliegen des
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genannten Nebenproduktes führt dazu, daß das in dom Gemisch
der isomeren Butene enthaltene Isobutylen zum Teil ausgenutzt wird, was wirtschaftlich unvertretbar ist. Es
gelingt nicht, bei hoher Selektivität des Prozesses das Isobutylen vollständig abzutrennen. Die nach den Alkylierungsproicß
zurückbleibenden n-Buteno,die 20,4 Molprosont
Isobutylen enthalten, finden keine breite Verwendung.
Zweck der vorliegenden Erfinduns ist es, die genannten
Nachteile zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in
dem Verfahren zur Herstellung von 2,6-di-tert.-Butylphenolen solche Bedingungen der Durchführung des Prozesses zu wählen,
die es möglich machen, einen hohen Umwandlungssrad des Icobutylens
unter gleichzeitiger Senkung der Ausbeute an Nebenprodukten zu erreichen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man in dem Verfahren zur Herstellung von 2,6-di-tert.-Butylphenol
durch Alkylierung des Phenols mit einem Gemisch der isomeren Butene in Gegenwart von im Phenol gelöstem Aluminium
als Katalysator unter Erhitzen, erfindungsgemäß die Alkylierung des Phenols in Gegenwart von Mono-tert.-butylphenol
unter stufenweiser Senkung der Temperatur des Prozesses von 1200C auf 50°C und unter Verringerung der Konzentration
des Isobutylens in dem Gemisch der isomeren Butene von 80 Molprozent auf 1,5 Molprozent durchführt·
Man führt zweckmäßig die Alkylierung des Phenols in Gegenwart von 20 bis 50 Molprozent Mono-tert.-butylphenol
durch·
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird wie folgt durchgeführt.
Bei der Alkylierung des Phenols mit dem Gemisch der
isomeren Butene hängt die Bildungcgeschwindigkeit des
2-eec.-Butylphenols von dem Grad der Alkylierung des Phenols
mit dem Isobutylen ab. Bei einer Steigerung des Alkylierurgsgrades
des Phenols kommt es gloichzeitig zur Senkung der Geschwindigkeit der Alkylierung sowohl mit dem Isobutylen
als auch mit n-Butenen. Jedoch erfolgt die Senkung der Geschwindigkeit der Alkylierung des Phenols mit n-Butenen
bedeutend rascher, wie dies aus der Tabelle 2 zu ersehen ist.
Konzentration des Phenols in Gemisch mit Mono-tert.-
-buty!phenol, Mol»%
relative Senkung der Geschwindigkeit der Alkylierung des Phenols
mit Isobuty- mit n-Butylen
lenen
100 90 80 70 60 50
1.0
0,93
0,86
0,78
0,70
0,63
1,0
0,74 0,43
0,30 0,21 0,12
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Wie aus der Tabelle 2 zu ersehen ist, muß man zur Steigerung des Alkylierung sgrades des Phenols Mono-tert.-
-butylphenol in einer Menge zugeben, daß die Konzentration
des Ausgangsphenols 80 Molprozent nicht übersteigt. Man führt die Alkylierung des Phenols vorzugsweise in Gegenwart
von 20 bis 50 Molprozent Mono-tert.-butylphenol durch.
Auf die relative Geschwindigkeit der Alkylierung des Phenols mit Isobutylen und n-Butenen übt die Temperatur
der Alkylierungsreaktlon einen starken Einfluß aus. Mit steigender Eeaktionstemperatur nimmt das Verhältnis der
Konstanten der Geschwindigkeit der Alkylierung des Phenols mit n-Butenen und Isobutylen zu und es wächst entsprechend
der Gehalt der Reaktionsprodukte an 2-sec.-Butylphenol. Der Einfluß der Temperatur auf das Verhältnis der Konstanten
der Geschwindigkeit der Alkylierung des Phenols mit n-Butenen und Isobutylen zeigt die Tabelle 5·*
memr4A_e4.„« Verhältnis der Konstanten der Ge-
lemperaTur, schv/indigkeit der Alkylierung des Phe-
90 1170
110 580
130 270
Die grüßte Menge an 2-sec-Buty!phenol bildet sich
bei niedrigen Konzentrationen (weniger als 5 Molprozent) des Isobux^rlens in dem Gemisch der isomeren Butene und in
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diesen Falle soll die Temperatur der Alkylierungsreaktion
minimal gesenkt werden. Damit die Reaktionszeit nicht zu groß ist, muß man bei höherer Konzentration des Isobutylens
in dem Gemisch der isomeren Butene die Temperatur erhöhen. Im Hinblick darauf, daß die maximale Ausbeute an
2,6-di~te.rt.-Butylphenol bei einer Temperatur von höchstens 1200C beobachtet wird, ist es unzweckmäßig, den
Alkylierungsprozeß bei höhexer Temperatur zu beginnen.
Zur Herstellung von 2,6-di-tert.-Butylphenol nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bereitet man vorher den
Katalysator des Alkylierungsprozesses, das in Phenol gelöste Aluminium, nach einer beliebigen bekannten Methode.
Dem geschmolzenen Ausgangsphenol, welches den genannten Katalysator enthält, gibt man Mono-tert.-butylphenol
zu und führt dieses Gemisch durch die Bohrleitung dem Oberteil des Reaktors 2 zu. Dabei darf die Konzentration
des Phenols in dem Gemisch 80 Molprozent nicht übersteigen. Den Reaktor teilt man in 5 Zonen in dem Falle,
wenn das Ausgangsphenol in den Reaktor mit einer über 80 Molprozent liegenden Konzentration tritt. Das Mono-tert.-butylphenol
wird nach der Maßgabe seiner Bildung im Prozeß der Alkylierung aus der Zone 5 oder der Zone 4 mit der Pumpe
5 durch die Rohrleitung 6 zum Vermischen mit dem Ausgangsphenol in der Weise geleitet, daß die Phenolkonzentration
am Eintritt in den Reaktor 80 Molprozent nicht übersteigt. Durch die Rohrleitung 7 des Reaktors 2 führt man das Gemisch
der isomeren Butene zu. Mit der Verringerung der
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Konzentration des Isobutylens von 80 Molprozent auf 1,5 Molprozent in dem Gemisch der isomeren Butene sinkt
die Temperatur in dem Reaktor von 12O0C in dem Unterteil
des Reaktors auf 500C in dem Oberteil des Reaktors. Aus
dem Oberteil des Reaktors wird durch die Rohrleitung 8 ein Gemisch von n-Butenen herausgeleibet, welches 2 bis 5 Kolprozent
Isobutylen enthält. Aus dem Unterteil des Reaktors wird durch die Rohrleitung 9 ein Gemisch von tert.-Butylphenolen
herausgeleitet, aus dsm man nach der Zerstörung des Katalysators mit ¥/asser durch Rektifikation 2,6-di-tert.-Butylphenol
abtrennt.
Durch die Veränderung der Bedingungen der Durchführung des Prozesses wird ein hoher Umwandlungsgrad des Isobutylens
gegenüber den bekannten Verfahren zur Herstellung von 2,6-di-tert.-Butylphenol ohne Senkung der Qualität des
Endproduktes erreicht. Außerdem ist die Menge der sich bildenden Nebenprodukte um 2 bis 5 mal geringer als nach
den bekannten Verfahren zur Herstellung von 2,6-di-tert.-Butylphenol.
Die n-Butene, die nach der Alkylierung des Phenols . weniger als 5 Molprozent Isobutylen enthalten, finden
breite Verwendung in der Industrie für die Herstellung ▼on Divinyl, Methyläthylketon und anderer Produkte.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden folgende konkrete Beispiele für ihre Durchführung angegeben.
In 40 g Phenol löst man 0,7 g metallisches Aluminium
bei einer Temperatur von 160°C auf, kühlt die Lösung auf eine
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Temperatur von 1000C ab und Gibt 62 β 2-tert.-Butylphenol-Fraktion
der folgenden Zusammensetzung zu: 2-tert.-Butylphenol 96,7 llolprozent; Phenol 2,4- Molprozent; 2,6-di-tert.-Butylphenol
0,9 Molprozent. Das erhaltene Gemisch kühlt man auf eine Temperatur von 50°C ab und führt es dem Oberteil
eines Gegenütromrealctors zu. Dem Unterteil des Reaktors führt
man 155 S eines Gemisches der isomeren Butene zu, welches
78 Molprozent Isobutylen enthält. Mit abnehmender Konzentration des Isobutylens in dem Gemisch der isomeren Butene
sinkt die Temperatur in dem Reaktor von 1200C in dem Unterteil
des Reaktors auf 500C in dem Oberteil des Reaktors. Aus dem Oberteil des Reaktors tritt ein Gemisch der isomeren
Butene, welches 2 Molprozent Isobutylen enthält. Aus dem Unterteil des Reaktors tritt in einer Menge von 225 g
ein Gemisch der Alkylphenole der folgenden Zusammensetzung: tert.-Butyläther 0,5 Molprozent; Phenol 0,4 Molprozent;
2-tert.-Butylphenol 23»1 Molprozent; 2-sec.-Butylphenol
0,2 Molprozent; 4-tert.-Butylphenol- 0,2 Molprozent; 2,6-di-tert.-Butylphenol 61,5 Molprozent; 2,4-di-tert.-Bu
tylphenol 6,0 Molprozent; 2,4£-tri-tert.-Butylphenol 8,5
Molprozent. Nach der Zerstörung des Katalysators mit Wasser trennt man aus dem Gemisch der Alkylphenole durch Rektifikation 145 g 2,6-di-tert.-Butylphenol ab. Die Ausbeute beträgt 61 Molprozent.
Bei der Erzielung eines nach höheren Grades der Abtrennung des Isobutylens bis zu 2% beträgt die Konzentra
tion des 2-sec.-Butylphenols 0,5 Molprozent, bezogen auf das 2t6-di-tert.-Butylphenol. ÄÄ
804807/0^92
In 64,3 g Phenol löst man 1,1 g Aluminium bei einer Temperatur von 1600C auf, kühlt die Lösung auf eine Temperatur
von 10O0C ab und gibt 26,7 g 2-tert.-Butylphenol zu.
Das Gemisch kühlt man auf eine Temperatur von 5O°C ab und führt dem Oberteil eines Gegenstromreaktors zu. Dem Unterteil
des Reaktors führt man 250 g eines Gemisches der isomeren
Butene zu, welches 50 Gewichtsprozent Isobutylen
enthält. Mit abnehmender Konzentration des Isobutylens in dem Gemisch der isomeren Butene sinkt die Temperatur in
dem Reaktor von 1200C in dem Unterteil des Reaktors auf
5O°C in dem Oberteil des Reaktors. Aus dem Oberteil des
Reaktors tritt ein Gemisch der isomeren Butene, welches 1,7 Molprozent Isobutylen enthält. Aus dem Unterteil des
Reaktors treten 234 g eines Gemisches der Alkylphenole
der folgenden Zusammensetzung: tert.-Butyläther 0,4 Molprozent; Phenol 0,5 Holprozent} 2-tert.-Butylpb.enol 21,1 Molprozent;
4-tert.-Butylphenol 0,2 Molprozent; 2-sec.-Butylphenol
0,2 Molprozent; 2,6-di-tert.Butylphenol 65,0 Molprozent;
2,4-di-tert.-Butylphenol 5,0 Molprozent; 2,4,6-tri-tert.-Butylphenol 7,6 Molprozent· Nach der Zerstörung
des Katalysators mit Wasser trennt man aus dem Gemisch der Alkylphenole durch Rektifikation 159 g
2,6-di-tert.-Butylphenol. Die Ausbeute beträgt 65 Molprozent ·
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63 g Phenol erhitzt man auf eine Temperatur von ICO0C,
gießt unter einem trockenen Stickstoffstrom 5,6 ml Triisobutylaluminium zu, gibt 43,5 g 2-tert.-Butylphenol zu· Das
Gemisch kühlt man auf eine Temperatur von 50°C ab und führt dem Oberteil eines Gegenstromreaktors zu. Dem Unterteil des Reaktors führt man 255 β eines Gemisches der isomeren Butene, welches 45 Molprozent Isobutylen enthält·
Die Alkylicrungsreaktion wird unter den Bedingungen des Beispiels 1 durchgeführt.
Aus dem Oberteil des Eeaktors tritt ein Gemisch der isomeren Butene, welche 1,5 Molprozent Isobutylen enthält.
Aus dem Unterteil des Eeaktors treten 220 g eines Gemisches der Alkylphenole der folgenden Zusammensetzung: tert.-Butyläther 0,2 Molprozent; Phenol 0,8 Molprozent; 2-tert.-Butylphenol 23»6 Molprozent; 4-tert.-Butylphenol 0,4 Molprozent;
2-sec.-Butylphenol 0,2 Molprozent; 2,6-di-tert.-Butylphenol
61,8 Molprozent; 2,4-di-tert.-Butylphenol 5,2 Molprozent; 2,4,6-tri-tert.-Butylphenol 7,8 Molprozent· Nach der Zerstörung des Katalysators mit Wasser trennt man aus dem Gemisch der Alkylphenole durch Eektifikation 142 g
2,6-di-tert.-Butylphenol. Die Ausbeute beträgt 65 Molprozent.
Zu 53 g Phenol gibt man 55 β 4-tert.-Butylphenol zu.
Das Gemisch erhitzt man auf eine Temperatur von 1000C, gießt
unter einem trockenen Stickstoffstrom 5,0 g Triisobutylaluminium zu, kühlt dann auf eine Temperatur von 50°C ab und
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führt es dem Oberteil eines Gegenstromreaktors zu. Dem
Unterteil des Beaktors führt man 286 g eines Gemisches der isomeren Butene zu» welches 4-5 Gewichtsprozent Isobutylen
enthält. Die Alkylierungsreaktion führt man unter den Be-.
dingungen des Beispiels 1 durch.
Aus dem Oberteil des Beaktors tritt ein Gemisch der isomeren Butene, welche 2,6 Molprozent Isobutylen enthält.
Aus dem Unterteil des Beaktors treten 235 S eines Gemisches
der Alkylphenole der folgenden Zusammensetzung: tert.-Butyläther 0,6 Molprozent; Phenol 0,4 Molprozent; 2-tert.-Butylphenol 20,5 Molprozent; 2-sec-Butylphenol 0,2 Molprozent; 4-»tert.-Butylphenol 19,2 Molprozent, 2,6-di-tert.-Butylphenol 28,0 Molprozent; 2,4-di-tert.-Butylphenol 15,1 Molprozent; 2,^6-tri-tert.-Butylphenol 16,0 Molprozent. Nach
der Zerstörung des Katalysators mit Wasser trennt man aus dem Gemisch der Alkylphenole durch Bektifikation 153 β
2,6-di-tert.-Butylphenol. Die Ausbeute beträgt 65 Molprozent.
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Le e rs e ι te
Claims (2)
- SCHIFF ν. FÜNER STRHHL SCHUnEL-KOPF EBBINGHAUS FINCKMARIAHILFPLATZ 2 * 3, MÖNCHEN ΘΟ POSTADRESSE) POSTFACH Θ5 O1 6O, D-8OOO MÖNCHEN Θ5Sterlitamakskij opytno-promyschlennyj neftechimitscheskij zavodNovokuibyschevskij filial giprokautschukaKARL LUOWIQ SCHIFFDIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNERDIPL. INO. PETER STREHLDIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPFDIPL. INQ. DIETER EBBINQHAUSDR. INO. DIETER FINCKTELEFON (ΟβΟ) 48 SO 54 TELEX β-23 666 AURO DTELEQRAMME auromarcpat MünchenDA-1812710. August 1977VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON 2,6-DI-TERT.-BUTYL-PHENOLPatentansprüche\J/ Verfahren zur Herstellung von 2f6-di-tert.-Butylphenol durch Alkylierung von Phenol mit einem Gemisch der isomeren Butene in Gegenwart von im Phenol gelöstem Aluminium als Katalysator unter Erhitzen und anschließende Abtrennung des Endproduktes, dadurch gekennzeichnet, daß man die Alkylierung des Phenols in Gegenwart von Mono-, tert.-butylphenol unter stufenweiser Senkung der Verfahrenstemperatur von 12O0C auf 500C und unter Verringerung der Konzentration des Isobutylens in dem Gemisch der isomeren Butene von 80 Molprozent auf 1,5 Molprozent durchführt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-809807/0792ORIGINAL INSPECTEDzeichnet , daß man die Alkyliorung des Phenols in Gegenwart von 20 bis 50 Molprozent Mono-tert.-butylphenol durchführt.809007/0792
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