DE3227108A1 - Process for the preparation of pivalolactone - Google Patents
Process for the preparation of pivalolactoneInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Herstellung von PivalolaktonProcess for the manufacture of pivalolactone
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von, auch als 3.3-Dimethyl-oxetanon-2 zu bezeichnendem Pivalolakton.The invention relates to a method for the production of, also as 3.3-dimethyl-oxetanone-2 to be designated pivalolactone.
Es ist aus US-PS 3 221 028 bereits bekannt, beispielsweise Dimethylketen und Formaldehyd in Gegenwart von Lewissäuren zu Pivalolakton umzusetzen. Nachteiligerweise entsteht bei diesem Verfahren als Nebenprodukt 2.2.4.4-Tetramethylcyclobutandion(l.3), das die Polymerisation des Pivalolaktons zum entsprechenden Polyester stört. Das genannte Nebenprodukt muß deshalb entfernt werden, was wegen des ähnlichen Siedeverhaltens aufwendige Fraktionierschritte erfordert.It is already known from US Pat. No. 3,221,028, for example dimethylketene and to convert formaldehyde in the presence of Lewis acids to pivalolactone. Unfortunately 2.2.4.4-Tetramethylcyclobutanedione (1.3) is produced as a by-product in this process, which interferes with the polymerization of the pivalolactone to form the corresponding polyester. That The by-product mentioned must therefore be removed, which is because of the similar boiling behavior requires complex fractionation steps.
Gemäß US-PS 3 000 906 wurde deshalb bereits vorgeschlagen, das genannte Dion in Gegenwart von Ruthenium selektiv zu hydrieren, wobei das entsprechende Diol entsteht, das relativ einfach abzutrennen ist.According to US Pat. No. 3,000,906, it has therefore already been proposed that the aforesaid To hydrogenate dione selectively in the presence of ruthenium, with the corresponding diol which is relatively easy to separate.
Nach wie vor bleibt jedoch die Tatsache bestehen, daß das Verfahren, obwohl es von einer günstigen Rohstoffbasis aus durchgeführt werden kann, wegen der Nebenproduktbildungunwirtschaftlich ist.As before, however, the fact remains that the procedure although it can be done from a cheap raw material base because of the by-product formation is uneconomical.
Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung von Pivalolakton aufzufinden, bei dem die geschilderten Nachteile vermieden werden können, ohne daß die günstige Rohstoffbasis aufgegeben werden muß.The object of the invention was to provide a process for the production of pivalolactone find in which the disadvantages described can be avoided without the cheap raw material base must be abandoned.
Es wurde nun gefunden, daß die Reaktion von Dimethylketen mit Formaldehyd mit ausgezeichneten Ausbeuten und unter stark verminderter Nebenproduktbildung in Gegenwart von Lewissäuren verläuft, wenn Jod als Co-Katalysator in das Reaktionsgemisch eingeführt wird.It has now been found that the reaction of dimethylketene with formaldehyde with excellent yields and with greatly reduced by-product formation in Presence of Lewis acids proceeds when iodine is used as a co-catalyst is introduced into the reaction mixture.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Pivalolakton durch Umsetzen von Dimethylketen und Formaldehyd in Gegenwart von Lewissäure, das dadurch gekennzeichnet ist, daß elementares Jod zugesetzt wird.The invention relates to a process for the production of pivalolactone by reacting dimethylketene and formaldehyde in the presence of Lewis acid, the is characterized in that elemental iodine is added.
Das erfindungsgemäße Katalysatorsystem Lewissäure/Jod wird bei einmolarem Ansatz von Dimethylketen vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 0,01 Mol eingesetzt.The catalyst system according to the invention Lewis acid / iodine is at einmolarem Approach of dimethylketene is preferably used in amounts of 0.001 to 0.01 mol.
Das molare Verhältnis Lewissäure zu Jod kann im Bereich von 1 : 100 bis 100 : 1 variieren. Es beträgt besonders bevorzugt 1 : 1.The molar ratio of Lewis acid to iodine can be in the range of 1: 100 vary up to 100: 1. It is particularly preferably 1: 1.
Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare Lewissäuren sind die Halogenide des Bors,---des Zinks, des Aluminiums, des Zinns, des Titans, des Eisens sowie organische Komplexe der genannten Halogenide, wie beispielsweise Dietherate. Insbesondere kommen Zinkchlorid und Aluminiumchlorid zum Einsatz.Examples of Lewis acids which can be used according to the invention are the halides of boron, --- zinc, aluminum, tin, titanium, iron as well as organic Complexes of the halides mentioned, such as, for example, dietherates. In particular, come Zinc chloride and aluminum chloride are used.
Spezielle Beispiele für das erfindungsgemäße Katalysatorsystem sind Mischungen von 0,005 Mol Aluminiumchlorid und 0,005 Mol Jod sowie 0,005 Mol Zinkchlorid und 0,005 Mol Jod, wobei die genannten Mengen jeweils auf einen einmolaren Ansatz von Dimethylketen bezogen sind.Specific examples of the catalyst system of the present invention are Mixtures of 0.005 moles of aluminum chloride and 0.005 moles of iodine and 0.005 moles of zinc chloride and 0.005 mol of iodine, the amounts mentioned in each case being based on a one-molar approach are obtained from dimethylketene.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt im Bereich der umgebenden Atmosphäre, also bei 1 bar oder etwa 1 bar und bei Temperaturen von 40 bis 70 "C, insbesondere 50 bis 60 "C, durchgeführt.The inventive method is preferred in the area of the surrounding Atmosphere, i.e. at 1 bar or about 1 bar and at temperatures of 40 to 70 "C, in particular 50 to 60 "C carried out.
Dimethylketen kann gasförmig, in flüssigem Zustand oder verdünnt in inerten Lösungsmitteln eingesetzt werden.Dimethyl ketene can be in gaseous form, in liquid state or diluted in inert solvents are used.
Geeignete Lösungsmittel hierfür sind u.a. unpolare Lösungsmittel, wie n-Hexan und Cyclohexan, weniger polare Lösemittel, wie Toluol, Xylol, Tetrachlorethylen und insbesondere polare Lösungsmittel, z.B. Ether, wie Dioxan und Diethylether, Ester, wie Ethylacetat, Nitrile, wie Acetonitril, sowie deren Gemische.Suitable solvents for this include non-polar solvents, such as n-hexane and cyclohexane, less polar solvents such as toluene, xylene, tetrachlorethylene and especially polar solvents, e.g. ethers such as dioxane and diethyl ether, Esters, such as ethyl acetate, nitriles, such as acetonitrile, and mixtures thereof.
Formaldehyd kann sowohl in polymerer Form, z.B. als Paraformaldehyd oder auch in monomerer Form eingesetzt werden.Formaldehyde can be used both in polymeric form, e.g. as paraformaldehyde or can also be used in monomeric form.
Bevorzugt wird im Überschuß von Formaldehyd gearbeitet. Zweckmäßigerweise werden 1,1 bis 1,5 Mol Formaldehyd pro 1 Mol Dimethylketen eingesetzt.Preference is given to using an excess of formaldehyde. Appropriately 1.1 to 1.5 moles of formaldehyde are used per 1 mole of dimethylketene.
Üblicherweise wird Formaldehyd in Lösung zusammen mit dem Katalysatorsystem vorgelegt und Dimethylketen unter Rühren zudosiert.Usually formaldehyde is in solution along with the catalyst system submitted and metered in dimethylketene with stirring.
Als Lösemittel dienen die bereits als Verdünnungsmittel für Diketen erwähnten Lösungsmittel, insbesondere Ether/Dioxan-Gemische, Acetonitril und Ethylacetat.As a solvent, they already serve as a diluent for diketene mentioned solvents, in particular ether / dioxane mixtures, acetonitrile and ethyl acetate.
Wird Formaldehyd gasförmig eingesetzt, empfiehlt sich die gleichzeitige Zudosierung von Formaldehyd und Dimethylketen in eine Vorlage von Lösemittel und Katalysatorsystem, wobei die Dosierung vorzugsweise so gesteuert wird, daß Formaldehyd stets im Überschuß im Reaktionsgemisch vorhanden ist.If formaldehyde is used in gaseous form, it is advisable to use it at the same time Metering of formaldehyde and dimethylketene in a template of solvent and Catalyst system, the dosage is preferably controlled so that formaldehyde is always present in excess in the reaction mixture.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es, Pivalolakton in hohen Ausbeuten herzustellen. Unter den erfindungsgemäßen Reaktionsbedingungen wird die als Nebenreaktion auftretende Dimerisierung von Dimethylketen zu 2.2.4.4-Tetramethylcyclobutandion so weit unterdrückt, daß die Reindestillation des Zielprodukts ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden kann.According to the process according to the invention, it is possible to obtain pivalolactone in high levels Produce yields. Under the reaction conditions according to the invention, the Dimerization of dimethylketene to 2.2.4.4-tetramethylcyclobutanedione occurring as a side reaction suppressed so far that the pure distillation of the target product without difficulty can be carried out.
Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert: Beispiel 1 100 g (3,3 Mol) Paraformaldehyd, 0,68 g (0,005 Mol) Zinkchlorid und 1,27 g (0,005 Mol) Jod wurden in 2 1 Ethylacetat suspendiert und auf 55 "C erwärmt. In dieses Gemisch wurden im Verlauf von 2 Stunden unter Stickstoffschutzgas 210 g (3,0 Mol) flüssiges, auf - 60 OC gekühltes Diketen zudosiert.The invention will now be explained by means of examples and comparative examples explained in more detail: Example 1 100 g (3.3 moles) paraformaldehyde, 0.68 g (0.005 mol) of zinc chloride and 1.27 g (0.005 mol) of iodine were suspended in 2 liters of ethyl acetate and heated to 55 ° C. In the course of 2 hours were added to this mixture under a nitrogen blanket 210 g (3.0 mol) of liquid diketene cooled to -60 ° C. are metered in.
Danach wurde der überschüssige Paraformaldehyd abfiltriert Und das Filtrat mit Wasser und Natriumhydrogencarbonatlösung gewaschen. Nach Abdestillieren des Lösungsmittels im Vakuum wurde der Rückstand fraktioniert destilliert.Then the excess paraformaldehyde was filtered off and that Washed the filtrate with water and sodium hydrogen carbonate solution. After distilling off of the solvent in vacuo, the residue was fractionally distilled.
Es wurden 270 g Pivalolakton entsprechend 90 % der Theorie erhalten.270 g of pivalolactone corresponding to 90% of theory were obtained.
Beispiel 2 100 g (3,3 Mol) Paraformaldehyd, 1,36 g (0,01 Mol) Zinkchlorid, 0,67 g (0,005 Mol) Aluminiumchlorid und 0,76 g (0,0.3 Mol) Jod wurden in 2 1 Diethylenglykoldimethylether suspendiert und auf 50 OC erwärmt. Im Verlauf von 2 Stunden wurden unter gutem Rühren 190 g Dimethylketen gasförmig eingeleitet. Danach wurde das Reaktionsgemisch wie in Beispiel 1 beschrieben, aufgearbeitet.Example 2 100 g (3.3 mol) of paraformaldehyde, 1.36 g (0.01 mol) of zinc chloride, 0.67 g (0.005 mol) of aluminum chloride and 0.76 g (0.0.3 mol) of iodine were dissolved in 2 l of diethylene glycol dimethyl ether suspended and heated to 50 OC. Over 2 hours were with good stirring 190 g of dimethylketene introduced in gaseous form. Thereafter, the reaction mixture was like described in Example 1, worked up.
Es wurden 241 g Pivalolakton entsprechend 89 % der Theorie erhalten.241 g of pivalolactone, corresponding to 89% of theory, were obtained.
Beispiel 3 Eine Katalysatormischung aus 1,36 g (0,01 Mol) Zinkchlorid und 0,254 g (0,001 Mol) Jod in 2 1 Xylol wurde auf 50 "C erwärmt. In diese Mischung wurden gleichzeitig 100 g (3,3 Mol) gasförmigen Formaldehyds und 190 g (2,71 Mol) gasförmigen Dimethylketens innerhalb von 6 Stunden eingeleitet. Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches erfolgte wie in Beispiel 1 beschrieben.Example 3 A catalyst mixture of 1.36 g (0.01 mol) of zinc chloride and 0.254 g (0.001 mol) of iodine in 2 liters of xylene was heated to 50 "C. Into this mixture simultaneously 100 g (3.3 mol) of gaseous formaldehyde and 190 g (2.71 mol) gaseous dimethyl ketene initiated within 6 hours. The work-up the reaction mixture was carried out as described in Example 1.
Die Ausbeute betrug 233 g Pivalolakton entsprechend 86 % der Theorie.The yield was 233 g of pivalolactone, corresponding to 86% of theory.
Vergleichsbeispiel 1 Es wurde die Arbeitsweise gemäß Beispiel 1 wiederholt, mit der Abänderung, daß ohne Zusatz von Jod gearbeitet wurde.Comparative Example 1 The procedure according to Example 1 was repeated, with the modification that the work was carried out without the addition of iodine.
Es wurde Pivalolakton in einer Ausbeute von lediglich 70 % der Theorie erhalten. Der Anteil an 2.2.4.4-Tetramethylcyclobutandion(l.3) im Reaktionsgemisch betrug 26 %.It was pivalolactone in a yield of only 70% of theory obtain. The proportion of 2.2.4.4-tetramethylcyclobutanedione (1.3) in the reaction mixture was 26%.
Demgegenüber betrug der Anteil an 2.2.4.4-Tetramethylcyclobutandion(l.3) im Reaktionsgemisch bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise, wie sie in den Beispielen 1 bis 3 beschrieben wurde, lediglich 1 %. Dieser Anteil war so gering, daß die destillative Aufarbeitung des Reaktionsgemisches ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden konnte.In contrast, the proportion of 2.2.4.4-tetramethylcyclobutanedione (1.3) in the reaction mixture in the procedure according to the invention, as in the examples 1 to 3 was described, only 1%. This proportion was so small that the distillative Work-up of the reaction mixture could be carried out without difficulty.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19823227108 DE3227108A1 (en) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | Process for the preparation of pivalolactone |
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DE3227108A1 true DE3227108A1 (en) | 1984-01-26 |
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Family Applications (1)
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DE19823227108 Withdrawn DE3227108A1 (en) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | Process for the preparation of pivalolactone |
Country Status (1)
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DE (1) | DE3227108A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0662485A2 (en) * | 1994-01-10 | 1995-07-12 | Dow Corning Corporation | Method of controlling the polymerization of acrylates |
-
1982
- 1982-07-20 DE DE19823227108 patent/DE3227108A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0662485A2 (en) * | 1994-01-10 | 1995-07-12 | Dow Corning Corporation | Method of controlling the polymerization of acrylates |
EP0662485B1 (en) * | 1994-01-10 | 1998-03-25 | Dow Corning Corporation | Method of controlling the polymerization of acrylates |
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