DE2944477A1 - Selective aromatic methyl gp. oxidn. - using peroxo-di:sulphate oxidising agent and metal salt and/or complex catalyst - Google Patents
Selective aromatic methyl gp. oxidn. - using peroxo-di:sulphate oxidising agent and metal salt and/or complex catalystInfo
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Abstract
Description
VERFAHREN ZUR OXIDATION VON AROMATISCHEN METHYLGRUPPENPROCESS FOR OXIDATING AROMATIC METHYL GROUPS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oxidation aromatischer Methylgruppen mit Peroxodisulfaten unter Verwendung von löslichen Metallsalzen oder Metallkomplexen als Katalysatoren.The invention relates to a process for the oxidation of aromatic methyl groups with peroxodisulfates using soluble metal salts or metal complexes as catalysts.
Die selektive Oxidation aromatischer Methylgruppen zu Aldehyden wird nur von wenigen Oxidationsmitteln wie z.B.The selective oxidation of aromatic methyl groups to aldehydes will only a few oxidizing agents such as
Mangandioxid, Chromsäure in Acetanhydrid, Chromylchlorid oder Selendioxid bewerkstelligt.Manganese dioxide, chromic acid in acetic anhydride, chromyl chloride or selenium dioxide accomplished.
Die Beobachtung, daß Aldehyde bei der Oxidation von aromatischen Methylgruppen mit Kaliumperoxodisulfat gebildet werden, wird erstmals von C. Moritz und R. Wolffenstein (Chem. Berichte 32, 432, 2531 (1899) beschrieben, wobei sie jedochAngaben über Ausbeute und Selektivität nicht veröffentlichten.The observation that aldehydes in the oxidation of aromatic methyl groups are formed with potassium peroxodisulfate, is the first time by C. Moritz and R. Wolffenstein (Chem. Reports 32, 432, 2531 (1899), although they give information about the yield and selectivity not published.
H.D. Law, F.U. Perkin (J. Chem. Soc. (1907) 258) und P.C.H.D. Law, F.U. Perkin (J. Chem. Soc. (1907) 258) and P.C.
Austin (J. Chem. Soc. (1911) 262) behaupteten jedoch, daß eine Aldehydbildung erst durch Zugabe von Silbernitrat zustande kommt. R.G.R. Bacon (Chem. and Industry 897 (1953), J. Chem. Soc. (1960) 1332) konnte jedoch zeigen, daß mit und ohne Silbernitrat Aldehyde gebildet werden, die Aldehydausbeute durch Zugabe von Silberionen jedoch erhöht werden kann.Austin (J. Chem. Soc. (1911) 262) claimed, however, that aldehyde formation only comes about by adding silver nitrate. R.G.R. Bacon (Chem. And Industry 897 (1953) J. Chem. Soc. (1960) 1332) was able to show that with and without silver nitrate Aldehydes are formed, but the aldehyde yield is increased by adding silver ions can be increased.
Es wurde nun gefunden, daß die Oxidation von an Aromaten gebundenen Methylgruppen durch Peroxodisulfate durch Metallsalze oder Metallkomplexe allein oder auch in Kombination mit Silberverbindungen noch stärker begünstigt wird als durch die Verwendung von Silberverbindungen allein.It has now been found that the oxidation of aromatics bound Methyl groups through peroxodisulfates through metal salts or metal complexes alone or in combination with silver compounds is even more favored than by using silver compounds alone.
Durch die Kombination verschiedener Metallverbindungen, wird eine Variationsbreite der Oxidation erzielt, die es erlaubt, für jedes zu oxidierende Substrat ein optimales Katalysatorsystem auszuwählen.By combining different metal compounds, one Achieved variation in the oxidation, which allows each to be oxidized Substrate to select an optimal catalyst system.
Deshalb ist es möglich, Aromaten mit zusätzlichen Substituenten zur Methylgruppe selektiv zu oxidieren, ohne diese Substituenten zu zerstören, bei denen das technische Verfahren, nämlich die Oxidation mit Luft an heterogenen Katalysatoren, nicht benutzt werden kann.It is therefore possible to use aromatics with additional substituents To oxidize methyl group selectively without destroying these substituents in which the technical process, namely the oxidation with air on heterogeneous catalysts, cannot be used.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur Oxidation von aromatischen Methylgruppen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Peroxodisulfat als Oxidationsmittel verwendet wird und die Umsetzung durch lösliche Katalysatoren begünstigt wird. Als Katalysatoren werden Verbindungen verwendet, die a) aus einem Übergangsmetall der III. bis VIII. Nebengruppe des Periodensystems oder/und aus Kupfer, Silber, Gold, Zink, Cadmium, Quecksilber oder Cer b) aus jeweils einem Metall der eben genannten Gruppen und/oder aus einem Element der I. bis V.Hauptgruppe des Periodensystems aufgebaut sind.The invention therefore relates to a process for the oxidation of aromatic methyl groups, which is characterized in that peroxodisulfate as Oxidizing agent is used and the reaction is favored by soluble catalysts will. The catalysts used are compounds which a) consist of a transition metal the III. to VIII. subgroup of the periodic table and / or made of copper, silver, Gold, zinc, cadmium, mercury or cerium b) each from one of the metals mentioned above Groups and / or an element of main groups I to V of the periodic table are constructed.
Erfindungsgemäß sind Übergangsmetallverbindungen des Vanadiums, Chroms, Mangans, Eisens, Kobalts, Nickels, Kupfers und Silbers besonders günstig. Katalytisch wirksame Systeme können aus mehreren der eben genannten Metalle und/oder den Alkali-, Erdalkalielementen, aus Bor oder Aluminium jeweils in Form ihrer Verbindungen aufgebaut sein.According to the invention, transition metal compounds of vanadium, chromium, Manganese, iron, cobalt, nickel, copper and silver are particularly cheap. Catalytic effective systems can consist of several of the metals just mentioned and / or the alkali, Alkaline earth elements, made of boron or aluminum, each in the form of their compounds be.
Die Umsetzung zeichnet sich dadurch aus, daß die Katalysatoren und das Oxidationsmittel in Wasser gelöst sind und die zu oxidierende Verbindung als organische Ober- oder Unterphase vorliegt, wobei nach der Reaktion die Trennung von Oxidationsmittel und Katalysatoren von den Reaktionsprodukten durch Phasentrennung bewerkstelligt wird. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß sowohl die Geschwindigkeit als auch die Selektivität der Umsetzung durch Einsatz verschiedener Ubergangsmetalle oder deren Mischungen gesteuert werden kann, so daß für jede zu oxidierende Substanz optimale Bedingungen gewählt werden können.The implementation is characterized in that the catalysts and the oxidizing agent are dissolved in water and the compound to be oxidized as organic upper or lower phase is present, the separation after the reaction of oxidizing agents and catalysts of the reaction products by phase separation is accomplished. A particular advantage of the method is that both the speed as well as the selectivity of the implementation Use of different transition metals or their mixtures can be controlled, so that optimal conditions can be selected for each substance to be oxidized.
Außerdem ist eine Regenierung des Oxidationsmittels besonders vorteilhaft beispielsweise mit elektrochemischen Methoden möglich.Regeneration of the oxidizing agent is also particularly advantageous possible for example with electrochemical methods.
Die nachstehenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren, ohne den nachgesuchten Schutz auf eben diese Ausführungsformen zu beschränken.The following examples explain the process according to the invention, without restricting the protection sought to precisely these embodiments.
BEISPIELE Beispiel 1 10 g p-tert-Butyltoluol werden in 170 ml destilliertes Wasser gegossen. Die beiden Phasen werden unter Durchleiten von Schutzgas (Stickstoff) auf 800C aufgeheizt. Als Katalysator werden 170 mg Vanadin(IV)oxidsulfat (VOS04 5 H20) zugesetzt. 36.5 g Kaliumperoxodisulfat werden in vier gleichgroßen Portionen als Festsubstanz unter heftigem Rühren innerhalb von 3 Stunden zugegeben. Die Mischung wird noch 5 Stunden bei 80 0C weitergerührt. Dann läßt man auf Zimmertemperatur abkühlen und trennt die Phasen voneinander ab.EXAMPLES Example 1 10 g of p-tert-butyltoluene are distilled in 170 ml Poured water. The two phases are passed through with protective gas (nitrogen) heated to 800C. 170 mg vanadium (IV) oxide sulfate (VOS04 5 H20) added. 36.5 g of potassium peroxodisulfate are served in four equal portions added as a solid with vigorous stirring within 3 hours. The mixture the mixture is stirred at 80 ° C. for a further 5 hours. Then it is left at room temperature cool and separate the phases from each other.
Die gebildeten Produkte werden mit Hilfe der HPLC (Hochdruckflüssigkeitschromatographie) untersucht.The products formed are with the help of HPLC (high pressure liquid chromatography) examined.
Ausbeute: p-tert.-Butylbenzaldehyd 53 % p-tert.-Butylbenzoesäure 31 % 1 ,2-Di-(p-tert.-Butylpenyl)ethan 3 % (Dibenzyl) Beispiel 2 Es wird nach der Vorschrift in Beispiel 1 verfahren. Als Katalysator werden jedoch 114 mg Silbernitrat zugegeben Ausbeute: nach 8 Stdn. nach 24 Stdn.Yield: p-tert-butylbenzaldehyde 53% p-tert-butylbenzoic acid 31 % 1,2-di- (p-tert-butylpenyl) ethane 3% (dibenzyl) Example 2 It the procedure in Example 1 is followed. As a catalyst, however 114 mg of silver nitrate added. Yield: after 8 hours. After 24 hours.
p-tert.-Butylbenzaldehyd 6 % 35 % p-tert.-Butylbenzoesäure 0.6 % 2 % Dibenzyl 1 % 1 % Beispiel 3 Die gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 werden eingehalten.p-tert-butylbenzaldehyde 6% 35% p-tert-butylbenzoic acid 0.6% 2 % Dibenzyl 1% 1% Example 3 The same conditions as in Example 1 are used adhered to.
Als Katalysator wird jedoch ein Gemisch aus 170 mg Vanadin (IV)oxidsulfat (VOS04 5 H20) und 11.4 mg Silbernitrat verwendet.However, a mixture of 170 mg vanadium (IV) oxide sulfate is used as the catalyst (VOS04 5 H20) and 11.4 mg silver nitrate are used.
Ausbeute nach 8 Stunden: p-tert.-Butylbenzaldehyd 59 % p-tert.-Butylbenzoesäure 6 % Dibenzyl 1 % Beispiel 4 Hinsichtlich der Reaktionsbedingungen wird wie in Beispiel 1 verfahren. Als Katalysator werden jedoch 188 mg Kobaltsulfat (CoS04 7 H20) zugegeben.Yield after 8 hours: p-tert-butylbenzaldehyde 59% p-tert-butylbenzoic acid 6% dibenzyl 1% Example 4 The reaction conditions are as in Example 1 procedure. However, 188 mg cobalt sulfate (CoS04 7 H20) are added as a catalyst.
Ausbeute nach 8 Stunden: p-tert.-Butylbenzaldehyd 47 % p-tert.-Butylbenzoesäure 35 % Beispiel 5 Wie in Beispiel 1 wird verfahren. Als Katalysator werden 170 mg Kupfersulfat (CuSo4 5 H20) verwendet.Yield after 8 hours: p-tert-butylbenzaldehyde 47% p-tert-butylbenzoic acid 35% Example 5 The procedure is as in Example 1. As a catalyst 170 mg copper sulfate (CuSo4 5 H20) are used.
Die Aldehydausbeute wird gravimetrisch unter Verwendung von 2,4-Dinitrophenylhydrazin zu 30 % p-tert.-Butylbenzaldehyd bestimmt.The aldehyde yield is determined gravimetrically using 2,4-dinitrophenylhydrazine determined to be 30% p-tert-butylbenzaldehyde.
Beispiel 6 Die gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 werden eingehalten. Als Katalysator werden jedoch 133 mg Eisen(II)chlorid (FeCl2 4 H20) zugesetzt.Example 6 The same conditions as in Example 1 are maintained. However, 133 mg of iron (II) chloride (FeCl2 4 H20) are added as a catalyst.
Die gravimetrisch wie in Beispiel 5 ausgeführte Aldehydbestimmung liefert 28 % p-tert.-Butylbenzaldehyd.The aldehyde determination carried out gravimetrically as in Example 5 provides 28% p-tert-butylbenzaldehyde.
Beispiel 7 30 g p-tert.-Butyltoluol in 500 ml destilliertem Wasser werden mit 1.3 g Tetra-n-Butylammoniumbromid versetzt und auf 800C unter Schutzgas erwärmt. In 4 gleichgroßen Portionen werden 54 g Kaliumperoxodisulfat innerhalb von 3 Stunden zugegeben. Die Mischung wird nach 5 Stunden bei 800C gerührt.Example 7 30 g of p-tert-butyltoluene in 500 ml of distilled water 1.3 g of tetra-n-butylammonium bromide are added and the mixture is heated to 80 ° C. under protective gas warmed up. In 4 equal portions 54 g of potassium peroxodisulfate are inside added from 3 hours. The mixture is stirred at 80 ° C. after 5 hours.
Nach dem Abkühlen lassen auf Raumtemperatur werden die Phasen voneinander getrennt.After cooling to room temperature, the phases become apart separated.
Ausbeute: p-tert.-Butylbenzaldehyd 15 % (gravimetrisch bestimmt) Dibenzyl 5% Beispiel 8 8.5 g p-Chlortoluol und 170 ml destilliertes Wasser werden unter Schutzgas auf 80 0C erwärmt. Als Katalysatorsystem wird ein Gemisch von 170 mg Vanadin(IV)oxidsulfat (VOS04 5 H20) und 11.4 mg Silbernitrat zugegeben. 36.5 g Kaliumperoxodisulfat werden in vier gleichgroßen Portionen als Festsubstanz unter Rühren innerhalb von 3 Stunden zugesetzt. Die Mischung wird noch 3 Stunden bei 800C weitergerührt. Dann läßt man auf Zimmertemperatur abkühlen. Die abgeschiedene organische Festsubstanz wird mit Ether extrahiert. Danach wird der Ether im Vakuum abgezogen.Yield: p-tert-butylbenzaldehyde 15% (determined gravimetrically) dibenzyl 5% Example 8 8.5 g of p-chlorotoluene and 170 ml of distilled water are added under protective gas heated to 80 0C. A mixture of 170 mg of vanadium (IV) oxide sulfate is used as the catalyst system (VOS04 5 H20) and 11.4 mg of silver nitrate were added. 36.5 g potassium peroxodisulfate are in four equal portions as a solid with stirring within Added for 3 hours. The mixture is stirred for a further 3 hours at 80.degree. then allowed to cool to room temperature. The separated organic solid matter is extracted with ether. The ether is then drawn off in vacuo.
Ausbeute: p-Chlorbenzaldehyd 25 % (gravimetrisch bestimmt)Yield: p-chlorobenzaldehyde 25% (determined gravimetrically)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19792944477 DE2944477A1 (en) | 1979-11-03 | 1979-11-03 | Selective aromatic methyl gp. oxidn. - using peroxo-di:sulphate oxidising agent and metal salt and/or complex catalyst |
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DE19792944477 DE2944477A1 (en) | 1979-11-03 | 1979-11-03 | Selective aromatic methyl gp. oxidn. - using peroxo-di:sulphate oxidising agent and metal salt and/or complex catalyst |
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DE2944477A1 true DE2944477A1 (en) | 1981-05-14 |
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DE (1) | DE2944477A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2585017A1 (en) * | 1985-07-19 | 1987-01-23 | Kureha Chemical Ind Co Ltd | PROCESS FOR OBTAINING A NAPHTHALENE DERIVATIVE |
WO1994000407A1 (en) * | 1992-06-24 | 1994-01-06 | Solvay Interox Limited | Process for the oxidation of aromatic methyl groups |
-
1979
- 1979-11-03 DE DE19792944477 patent/DE2944477A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2585017A1 (en) * | 1985-07-19 | 1987-01-23 | Kureha Chemical Ind Co Ltd | PROCESS FOR OBTAINING A NAPHTHALENE DERIVATIVE |
WO1994000407A1 (en) * | 1992-06-24 | 1994-01-06 | Solvay Interox Limited | Process for the oxidation of aromatic methyl groups |
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