DE3100734C2 - Verfahren zur o-Alkylierung von Phenolen - Google Patents
Verfahren zur o-Alkylierung von PhenolenInfo
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C37/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C37/11—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by reactions increasing the number of carbon atoms
- C07C37/16—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by reactions increasing the number of carbon atoms by condensation involving hydroxy groups of phenols or alcohols or the ether or mineral ester group derived therefrom
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Abstract
Das Verfahren betrifft die Alkylierung von Phenolen mit mindestens einer freien O-Position mit C ↓1-C ↓4 Alkoholen und/oder deren Ethern, in Gegenwart eines Katalysators, der aus Verbindungen des Eisens, des Siliziums, des Chroms und der 2. Hauptgruppe des Periodensystems besteht.
Description
Die vorliegende Zusatzanmeldung zum Patent 30 12357 betrifft ein Verfahren zur o-Alkylierung von
Phenolen, die mindestens eine freie o-Position besitzen,
durch Umsetzung der Phenole mit Alkoholen mit 1 —4 C-Atomen und/oder deren Ethern in der Gasphase,
in Gegenwart eines Katalysators aus Verbindungen des Eisens, des Siliziums, des Chroms und wenigstens
einer Verbindung der 2. Hauptgruppe des Periodensystems.
Die Herstellung von o-substituierten Phenolen, ζ. Β.
von 2,6-Dimethylphenol oder von 23,6-Trimethylphenol
ist von großem technischen Interesse, da ersteres Phenolderivat for zahlreiche Anwendungen, insbesondere
die Herstellung von Polyphenylenoxid, benötigt wird und letzteres z. B. eine Vorstufe für die Herstellung
von Vitamin E darstellt Obgleich aus der Patentliteratur Syntheseverfahren bekannt sind, fehlt bisher ein
Verfahren, nach dem allgemein mit für den technischen Betrieb ausreichend langen Fahrperioden aus Phenolen
mit freien o- Positionen o-Substitutionsprodukte in hoher Selektivität gewonnen werden können.
Nach der DE-OS 21 27 083 kann man zwar Phenc'
mit ca. 99%iger Selektivität zu 2,6-Dimethylphenol
umsetzen. Geht man jedoch von o-Kresol aus, so erreicht man nur eine Selektivität von 95%.
In der DE-OS 19 48 607 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem o-Kresol in ca. 84%iger Selektivität
in 2,6-Dimethylphenol umgewandelt wird. Umgekehrt erhält man nach der DE-OS 24 28 056 mit
o-Kresol als Einsatzprodukt eine Selektivität von 98%,
mit Phenol jedoch nur eine solche von 96,5%, die im Laufe von 150 Stunden auf 92% abfällt Nach der
DE-OS 25 47 309 entsteht durch Methylieren von p-Kidsol das 2,4,6-Trimethylphenol in 95%iger Ausbeute,
während nach der DE-OS 23 29 812 aus m-Kresol das
2,3,6-Trimelhy!phenol in 82%iger Ausbeute gebildet
wird. Ähnliche Ergebnisse werden nach Verfahren erhalten, die in der DE-OS 21 35 602, DE-OS 28 52 245
oder US-PS! 34 46 856 beschrieben sind.
Nach Patent 30 12 357 kann man die im Stand der Technik angegebenen Schwierigkeiten überwinden.
Dieses Patent betrifft ein Verfahren zur o-Alkylierung
von Phenolen, die mindestens eine frei o-Stellung besitzen, durch Umsetzung der Phenole mit Alkoholen
mit I —4 C-Atomen und/oder deren Ethern im Molverhältnis I : 1 bis 1 : IO bei Temperaturen von 300-3900C
und mit einer Verweilzeit von 0,1 —10 s in der Gasphase
in Gegenwart eines Verbindungen des Eisens sowie Verbindungen des Siliziums enthaltenden Katalysators,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines Katalysators durchführt, der
a) aus Verbindungen des Eisens, des Siliziums, des Chroms und aus wenigstens einer Verbindung der
2. Hauptgruppe des Periodensystems im molaren Verhältnis der Komponenten von 100:0,1 —
10:0,1-10:0,01 — 10 oder
ίο b) aus Verbindungen des Eisens, des Siliziums und des
Vanadiums, gegebenenfalls unter Zusatz von Verbindungen des Calciums, Strontiums und
Bariums im molaren Verhältnis der Komponenten von 1 —100 :0,1 -10 :1 -100 :0-10 besteht
Es wurde nun gefunden, daß man gemäß vorliegender Zusatzanmeldung nach dem Verfahren zur o-Alkylierung
von Phenolen, die mindestens eine frei·?o-Stellung
besitzen, durch Umsetzung der Phenole mit Alkohlen
μ mit 1—4 C-Atomen und/oder deren Ethern in der
Gasphase, in Gegenwart eines Katalysators aus Verbindungen des Eisens, des Siliziums, des Chroms und
wenigstens einer Verbindung der 2. Hauptgruppe des Periodensystems im molaren Verhältnis der Komponenten
von 100:0.1 — 10:0,1 — 10:0,01 — 10 nach Patent 30 12357 auch sehr gute Ergebnisse erhält wenn
man die Umsetzung im Molverhältnis Phenol: Alkohol und/oder Ether von 1 :0,l bis unterhalb 1 bei
Temperaturen von 270—390° C und mit einer Verweilzeit von 0,05 — 10 see durchführt
Zur Alkylierung von Phenol, Mono- oder Dialkylphenolen
mit Alkoholen und/oder deren Ethern werden die Einsatzstoffe bzw. Gemische davon in üblicher Weise
verdampft und im angegebenen Verhältnis in einen Reaktor eingeführt in dem der Katalysator als Festbett
angeordnet ist Die Umsetzung läßt sich nach dem angegebenen Verfahren mit Vorteil auch im Fließbett
durchführen. Zusätzlich kann Wasserdampf in einer solchen Menge mit den Einsatzprodukten eingeführt
werden, daß das molare Verhältnis Phenol und/oder Alkyl- und/oder Dialkylphenol zu H2O etwa 1:1—5
beträgt Der Reaktor wird bei 270-3900C, bevorzugt bei einer Temperatur von 300—380"C, betrieben. Die
Umsetzung wird im allgemeinen bei Normaldruck durchgeführt kann aber mit Vorteil auch unter
erhöhtem Druck erfolgen. So hat es sich z. B. gezeigt daß bei Einsau von p-substituierten Phenolen auch bei
Anwendung von Drücken bis ca. 30 bar gute Ergebnisse erhalten werden. Der Katalysator besteht vorzugsweise
aus einem Gemisch aus Eisenoxid, Siliciumoxid, Chromoxid und einem oder mehreren Oxiden der
2. Hauptgruppe, insbesondere Calcium- oder Bariumoxid, wobei Eisenoxid im Überschuß vorliegt
Die Einsatzstoffe werden in einer solchen Menge eingesetzt daß sich eine Verweilzeit von 0,05—10, bevorzugt 0,1 —3,5, einstellt
Die Einsatzstoffe werden in einer solchen Menge eingesetzt daß sich eine Verweilzeit von 0,05—10, bevorzugt 0,1 —3,5, einstellt
Aus dem Produktgemisch wird nach Austritt aus dem Reaktor überschüssiger Alkohol oder Ether destillativ
abgetrennt Anschließend wird von der Wasserphase abgetrennt. Nicht umgesetzte Einsatzstoffe werden
abdestilliert und in den Reaktor rückgeführt«
Die Selektivität, mit der die Substitution in den freien o-Positionen stattfindet, liegt bei ca. 99%. Auch nach
einer Laufzeit von 2000 Stunden ist noch keine wesentliche Abnahme der Selektivität des Katalysators
feststellbar. Der Verbrauch an z. B. Methanol liegt wesentlich niedriger als bei den bekannten Verfahren,
insbesondere auch beim Arbeiten mit einem Fließbett
bzw. unter erhöhtem Druck,
Zur Erläuterung der Erfindung dienen die folgenden Beispiele:
Phenol wurde mit Methanol und Wasser im molaren Verhältnis 1 :0,5 :2£ dampfförmig in einem mit einem
Wärmeträger beheizten Festbettreaktor bei 340" C eingeleitet, der einen aus Eisenoxid, Siliciumoxid,
Chromoxid und Bariumoxid im Molverhältnis 100:2 :1 :0,2 bestehenden Katalysator enthielt Die
Einsatzprodukte wurden bei Normaldruck in einer solchen Menge eingeleitet, daß die Verweilzeit 3 s
betrug.
Das Produkt, das den Reaktor verließ, wurde im Gegensirom mit Einsatzprodukt gekühlt Von dem
Sumpf wurde Wasser abgetrennt Von der organischen Phase wurde überschüssiges Phenol abdestilliert Das im
Sumpf verbleibende Produkt wurde feindestilliert Es wurde, bezogen auf umgesetztes Phenol, o-KresoI mit
» einer Selektivität von 96% und 2,6-XylenoI mit einer
Selektivität von 3,6% erhalten. Die Nebenprodukte lagen unter 0,4%.
i" p-Kresol wurde mit Methanol und Wasser im
Verhältnis 1 :0,5 :0,5 entsprechend Beispiel 1 umgesetzt
Es wurden 2,4-XyIenol mit einer Selektivität von 97%
sowie 2,4,6-Trimethylphenol mit einer Selektivität von
3% erhalten.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur o-Alkylterung von Phenolen, die mindestens ejne freie o-Stellung besitzen, durch Umsetzung der Phenole mit Alkoholen mit 1 —4 C-Atomen und/oder deren Ethern in der Gasphase, in Gegenwart eines Katalysators aus Verbindungen des Eisens, des Siliziums, des Chroms und wenigstens einer Verbindung der Z Hauptgruppe des Periodensystems im molaren Verhältnis der Komponenten von 100:0,1 — 10:0,1 — 10:0,01 — 10 nach Patent 3012357, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung im Molverhältnis Phenol: Alkohol und/oder Ether von 1 :0,1 bis unterhalb 1 bei Temperaturen von 270—390°C und mit einer Verweflzeit von 0,05—10 jec durchführt
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