DE537610C - Process for the preparation of monocarboxylic acids - Google Patents
Process for the preparation of monocarboxylic acidsInfo
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Description
Verfahren zur Darstellung von 1Konocarbonsäuren Es ist bekannt, daß man Kohlenoxyd mit Hilfe von gasförmiger Salzsäure in Gegenwart von Kupferchlorür und anderen Stoffen an Kohlenwasserstoffe unter Bildung der entsprechenden Aldehyde anlagern kann (vgl. Gattermann-Koch, Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 30, 1612; 31, i149; L i eb i g s Annalen 347, 347).Process for the preparation of 1Konocarboxylic acids It is known that carbon dioxide with the aid of gaseous hydrochloric acid in the presence of copper chloride and other substances in hydrocarbons with the formation of the corresponding aldehydes can accumulate (see Gattermann-Koch, reports of the German Chemical Society, 30, 1612; 31, i149; L i eb i g s Annalen 347, 347).
Es ist ferner bekannt (Patentschrift 403 489), daß man Chlorkohlenwasserstoffe, wie z. B. Chlorbenzol mit Kohlenoxyd in Reaktion bringen kann, wobei unter Erhaltung des Halogens die entsprechenden Aldehyde der Halogenkohlen-,vasserstoffe entstehen. Man hat auch schon versucht (brit. Patentschrift 254 8r9), Kohlenoxyd oder dieses enthaltende Gase in Gegenwart eines Katalysators, der gleichzeitig ein hydratisierendes oder dieses und ein hydrogenisierendes Mittel sowie gegebenenfalls eineAlkali-oder Erdalkalimetallverbindung enthält, bei erhöhten Temperaturen und hohen Drucken auf aliphatische Alkohole oder deren Ester, oder Gemische aus Alkoholen und deren Estern in Dampfform einwirken zu lassen, wobei die Alkohole usw. durch Aldehyde im Gemisch mit Kohlenoxyd und Wasserstoff ersetzt werden können. Als Endprodukte des Verfahrens entstehen vielkörperige Gemische wechselnder Zusammensetzung aus höheren Alkoholen, höheren Fettsäuren, Estern, Aldehyden usw.It is also known (patent specification 403 489) that chlorinated hydrocarbons, such as B. can bring chlorobenzene into reaction with carbon dioxide, with preservation of the halogen, the corresponding aldehydes of the halogenated carbon, hydrogen are formed. One has already tried (British patent specification 254 8r9), carbon oxide or this containing gases in the presence of a catalyst, which is also a hydrating or this and a hydrogenating agent and optionally an alkali or Alkaline earth metal compound contains, at elevated temperatures and high pressures aliphatic alcohols or their esters, or mixtures of alcohols and their esters to act in vapor form, the alcohols etc. by aldehydes in the mixture can be replaced with carbon dioxide and hydrogen. As the end products of the process result in multi-body mixtures of varying composition from higher alcohols, higher fatty acids, esters, aldehydes, etc.
Jedoch hat man die katalytische Einwirkung von Kohlenoxyd auf halogenhaltige Ausgangsmaterialien zwecks direkter Substitution des Halogens durch Oxyde des Kohlenstoffs bisher noch nicht beschrieben. Nach dem bisherigen Stande der Technik und auf Grund der bisherigen wissenschaftlichen Erkenntnis der Eigenschaften dieser Verbindungen war mit einem Erfolg in dieser Richtung nicht zu rechnen.However, one has the catalytic effect of carbon monoxide on halogenated ones Starting materials for the direct substitution of the halogen by oxides of carbon not yet described. According to the current state of the art and due to the previous scientific knowledge of the properties of these compounds success in this direction was not to be expected.
Wider Erwarten wurde nun gefunden, daß man feuchtes Kohlenoxyd in Gegenwart von Metallen oder deren Verbindungen dazu benutzen kann, um es bei höheren Temperaturen in Chlorkohlenwasserstoffe einzulagern, wobei sich unter Eliminierung des Chlors die so entstehenden Verbindungen mit dem gleichfalls vorhandenen Wasserdampf sofort zu Carboxylverbindungen umsetzen, die als solche aus dem Endprodukt in bekannter Weise leicht isoliert werden können, während die noch nicht umgesetzten Reaktionskomponenten im Kreisprozeß wieder zur Reaktion verwendet werden.Contrary to expectations, it has now been found that moist carbon monoxide can be found in Presence of metals or their compounds can use it at higher levels Store temperatures in chlorinated hydrocarbons, with elimination of the chlorine, the resulting compounds with the water vapor that is also present Immediately convert to carboxyl compounds that are known as such from the end product in Way can be easily isolated while the unreacted reaction components can be used again for the reaction in the cycle process.
Auf diese Weise gelingt es bei mehrmaligem Durchsatz leicht, in nahezu quantitativer Ausbeute, bezogen auf die angewandte Menge der Halogenkohlenwasserstoffe, die entsprechenden halogenfreien Carboxylverbindungen darzustellen.In this way, with repeated throughput it is easy, almost quantitative yield based on the amount of halogenated hydrocarbons used, to represent the corresponding halogen-free carboxyl compounds.
Führt man die Reaktion in Gegenwart von Ammoniak aus, so erhält man die Ammonsalze der betreffenden Carbonsäuren; gleichzeitig entstehen primäre Amine. Als Katalysatoren kann man die verschiedensten Metalle oder Metallverbindungen verwenden, insbesondere z. B. solche, welche bereits eine bekannte Affinität zu Kohlenoxyd besitzen, wobei überraschend gefunden wurde, daß eine voraufgehende Reduktion zu Metall nicht unbedingt erforderlich ist, daß vielmehr Salze dieser Elemente, z. B. ihre Halogenverbindungen, die Reaktion ebenfalls zu katalysieren vermögen. Man kann auch Gemische dieser Elemente bzw. ihrer Salze anwenden -und dem Katalysator Aktivatoren beigeben, deren aktivitätssteigernde Wirkung z. B. auf den physikalischen Eigenschaften der Trägersubstanzen beruht oder, in Wechselwirkung mit diesen, chemisch durch die zur Anwendung kommenden Kontaktstoffe ausgelöst wird.If the reaction is carried out in the presence of ammonia, one obtains the ammonium salts of the carboxylic acids concerned; primary amines are formed at the same time. A wide variety of metals or metal compounds can be used as catalysts, especially z. B. those that already have a known affinity for carbon monoxide own, it was surprisingly found that a previous Reduction to metal is not absolutely necessary, but rather salts of these Elements, e.g. B. their halogen compounds to also catalyze the reaction capital. Mixtures of these elements or their salts can also be used and add activators to the catalyst whose activity-increasing effect z. B. on the physical properties of the carrier substances or, in interaction with these, is triggered chemically by the contact substances used.
Das Verfahren führt auch dann in glatter Reaktion zum Ziel, wenn man an Stelle von Kohlenoxyd und Wasser an sich bekannte Stoffe verwendet, welche Kohlenoxyd oder Kohlenoxyd und Wasser unter den gewählten Versuchsbedingungen abspalten, also z. B. aliphatische Säuren bzw. Ester derselben, Säureamide, Aldehyde, Ketone o. dgl.The procedure leads to the goal with a smooth reaction even if one in place of carbon dioxide and water used substances known per se, which carbon oxide or split off carbon oxide and water under the chosen test conditions, that is z. B. aliphatic acids or esters thereof, acid amides, aldehydes, ketones o. like
Mit Ausnahme von Schwefel enthaltenden Stoffen sind etwa im Kohlenoxyd vorhandene indifferente Begleitkörper fast ohne -Einfluß.With the exception of substances containing sulfur, there are, for example, carbon monoxide existing indifferent accompanying bodies almost without influence.
Die Anwendung erhöhter Drucke begünstigt den Reaktionsverlauf.The use of increased pressures favors the course of the reaction.
Beispiel i Über einen mit Nickelchlorid imprägnierten und bei 2oo° vorgetrockneten Katalysatorträger, z. B. Bimsstein, Tonscherben o. dgl., wird bei 3oo bis qoo° Kohlenoxyd, Chlorbenzol und Wasserdampf in langsamem Strome geleitet, wobei sich bei zweckmäßiger Dosierung der Reaktionskomponenten, etwa im Verhältnis von i Mol. Chlorbenzol zu 2 Mol. Kohlenoxyd, die entstehende Benzoesäure in dichten Kristallen an der kalten Wandung hinter der Reaktionszone ausscheidet. Die durch eine Nebenreaktion entstehende Salzsäure bzw. geringe Mengen von Kohlensäure werden dem unverbrauchten Kohlenoxyd in bekannter Weise entzogen, so daß letzteres sowie das von gelöst gewesener Benzoesäure in bekannter Weise befreite Chlorbenzol ständig in den Kreislauf des Prozesses zurückgeführt werden kann. Da Begleitkörper bei der Reaktion nur in äußerst geringer Menge auftreten, ist die so erhaltene Benzoesäure fast rein. Schmelzpunkt: i2i°. Nach fünf- bis sechsmaligem Durchsatz ergibt sich eine Gesamtausbeute von 96'/, der Theorie, bezogen auf Chlorbenzol. Beispiel e Ein mit einer Lösung aus Nickelnitrat, Kupfernitrat und Eisennitrat imprägnierter Katalysatorträger, z. B. Bimsstein oder Tonscherben, wird im Kohlensäure- oder Stickstoffstrom bei etwa 300° bis zur Vollendung der Zersetzung der Salze behandelt und dann im Wasserstoffstrom bis zur Vollendung der Reduktion zu Metall reduziert. Bei Temperaturen zwischen 2,50 und q.00° wird ein langsamer Strom von p-Chlortoluol, Kohlenoxyd und Wasserdampf über den Katalysator geleitet. Die hierbei entstehende p-Toluy lsäure wird in bekannter Weise isoliert. Nach fünfmaligem Durchsatz ergibt sich eine Gesamtausbeute von gi °/o der Theorie und darüber, bezogen auf die angewandte Menge p-Chlortoluol. Beispiel 3 Bimsstein oder Tonscherben werden mit einer Lösung von Nickelnitrat und Kupfernitrat imprägniert und bei i2o° vorgetrocknet. Der so beladene Katalysatorträger wird bei 300 bis 33o° mit Wasserstoff bis zur vollendeten Reduktion der Elemente zu Metall behandelt. Nach Verdrängung des Wasserstoffs durch ein indifferentes Medium wird ein Gemenge aus Kohlenoxyd, Ammoniak, Chlorbenzol und Wasserdampf bei 375 bis q.10° in langsamem Strome über den Katalysator geleitet. Es entsteht benzoesaures Ammon. Die Ausbeute an benzoesaurem Ammon beträgt nach vier- bis fünffachem Durchsatz 87'/, der Theorie, bezogen auf die angewendete Menge Chlorbenzol. Als Nebenprodukte treten auf: Anilin, Chlorammon und Ammoncarbonat. Beispiel q. Bei analoger Anwendung eines Gemisches von Kupferformiat und Nickelformiat als Ausgangsmaterial für die Herstellung des Katalysators erhält man nach dem Verfahren aus Chlormethyl Essigsäure in einer Ausbeute von 21 °/o. Beispiel s In analoger Weise erhält man bei der Anwendung eines Gemisches von Nickeloxalat und Kupferoxalat als Ausgangsmaterial für den Katalysator bei Verwendung von Chloroform bei der Reaktion Essigsäure in einer Ausbeute von 2,4 °/o. Beispiel 6 Ein druckfestes, elektrisch geheiztes Reaktionsgefäß mit Manometer, Zu- und Ableitungsvorrichtungen wird etwa zur Hälfte mit einem Katalysator, bestehend aus einem auf Bimsstein o. dgl. aufgebrachten Gemisch von Nickel- und Kupferformiat, gefüllt und der Katalysator bei i8o bis 2oo° im Wasserstoffstrom reduziert.Example i Via a catalyst support impregnated with nickel chloride and predried at 2oo °, e.g. B. pumice stone, pottery shards o. The like., Is passed at 300 to qoo ° carbon oxide, chlorobenzene and steam in a slow stream, with appropriate dosage of the reaction components, approximately in a ratio of 1 mol. Chlorobenzene to 2 mol. Carbon oxide, the resulting Benzoic acid precipitates in dense crystals on the cold wall behind the reaction zone. The hydrochloric acid or small amounts of carbonic acid formed by a side reaction are removed from the unconsumed carbon dioxide in a known manner, so that the latter and the chlorobenzene freed from dissolved benzoic acid in a known manner can be continuously returned to the cycle of the process. Since accompanying bodies only appear in extremely small quantities in the reaction, the benzoic acid obtained in this way is almost pure. Melting point: i2 °. After five to six times throughput there is a total yield of 96% of theory, based on chlorobenzene. Example e A catalyst support impregnated with a solution of nickel nitrate, copper nitrate and iron nitrate, e.g. B. pumice stone or pottery shards is treated in a stream of carbonic acid or nitrogen at about 300 ° until the decomposition of the salts is complete and then reduced to metal in a stream of hydrogen until the reduction is complete. At temperatures between 2.50 and q.00 ° a slow stream of p-chlorotoluene, carbon oxide and water vapor is passed over the catalyst. The resulting p-toluic acid is isolated in a known manner. After five throughputs there is a total yield of 1/3 of theory and above, based on the amount of p-chlorotoluene used. Example 3 Pumice stone or pottery shards are impregnated with a solution of nickel nitrate and copper nitrate and predried at 120 °. The catalyst support loaded in this way is treated with hydrogen at 300 to 330 ° until the reduction of the elements to metal is complete. After the hydrogen has been displaced by an inert medium, a mixture of carbon oxide, ammonia, chlorobenzene and water vapor at 375 to 10 ° C. is passed in a slow stream over the catalyst. Benzoic acid ammonium is formed. The yield of benzoic ammonium after four to five times the throughput is 87% of theory, based on the amount of chlorobenzene used. The by-products are: aniline, chlorammon and ammonium carbonate. Example q. If a mixture of copper formate and nickel formate is used analogously as the starting material for the preparation of the catalyst, acetic acid is obtained in a yield of 21% by the process from chloromethyl. Example s In an analogous manner, if a mixture of nickel oxalate and copper oxalate is used as the starting material for the catalyst, if chloroform is used in the reaction, acetic acid is obtained in a yield of 2.4%. EXAMPLE 6 A pressure-resistant, electrically heated reaction vessel with a manometer, inlet and outlet devices is filled about halfway with a catalyst consisting of a mixture of nickel and copper formate applied to pumice stone or the like, and the catalyst is filled at between 180 and 200.degree Hydrogen flow reduced.
Die Innenwandungen des Reaktionsgefäßes werden zweckmäßig in bekannter Weise gegen den chemischen Angriff der Reaktionsteilnehmer isoliert. ach erfolgter Reduktion des Kontaktes zu Metall verdrängt man den Wasserstoff durch ein inertes Gas, z. B. C02, und dieses kurz vor Zugabe der Reaktionsteilnehmer zweckmäßig durch Kohlenoxyd. Hierauf wird ein annähernd stöchiometrisches Gemisch aus Formainid, Chlorbenzol und Wasser kontinuierlich oder periodisch bei einer Reaktionstemperatur von 20o° und darüber in das Reaktionsgefäß eingebracht unter Aufrechterhaltung eines Arbeitsdruckes von etwa 25 Atü. Man verfährt zweckmäßig derart, daß die Zugabe weiterer Mengen der Reaktionsteilnehmer jeweils dann erfolgt, wenn infolge der einsetzenden Reaktion der Druck auf etwa 15 bis 2o Atü gefallen ist.The inner walls of the reaction vessel are expediently insulated in a known manner against chemical attack by the reactants. After the contact to metal has been reduced, the hydrogen is displaced by an inert gas, e.g. B. C02, and this appropriately before the addition of the reactants by carbon oxide. An approximately stoichiometric mixture of formainide, chlorobenzene and water is then continuously or periodically introduced into the reaction vessel at a reaction temperature of 20 ° and above while maintaining an operating pressure of about 25 atmospheres. The procedure is advantageously such that the addition of further amounts of reactants then takes place respectively when dropped due to the onset of reaction of the pressure to about 1 5 to 2o Atü.
Aus dem Endprodukt wird nach Entfernung der Reste unveränderten Chlorbenzols sowie nach Abtrennung des entstandenen Chlorammons die erhaltene Benzoesäure in einer Ausbeute von 88 °/ö der Theorie isoliert. Beispiel Ein annähernd stöchiometrisches Gemisch aus Propionaldehyd, Chlorbenzol und Wasser wird bei einer Reaktionstemperatur von 235 bis 25o° und einem Arbeitsdruck von 25 A.tii gemäß Beispiel G behandelt. Vorteilhaft wird bei dieser Ausführungsform das hintere Ende des nicht mit Katalysator gefüllten Reaktionsgefäßes auf eine Temperatur von etwa z25° gebracht, wodurch die entstandene Benzoesäure in flüssiger Form periodisch oder kontinuierlich abgelassen werden kann. Die Ausbeute beträgt 9o % der Theorie und darüber.After removing the residues of unchanged chlorobenzene and after separating off the chlorammone formed, the benzoic acid obtained is isolated in a yield of 88% of theory from the end product. EXAMPLE An approximately stoichiometric mixture of propionaldehyde, chlorobenzene and water is treated according to Example G at a reaction temperature of 235 to 25o ° and an operating pressure of 25 A.tii. In this embodiment, the rear end of the reaction vessel not filled with catalyst is advantageously brought to a temperature of about z25 °, whereby the benzoic acid formed can be drained off periodically or continuously in liquid form. The yield is 90 % of theory and above.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DED52422D DE537610C (en) | 1927-03-03 | 1927-03-03 | Process for the preparation of monocarboxylic acids |
Applications Claiming Priority (1)
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DED52422D DE537610C (en) | 1927-03-03 | 1927-03-03 | Process for the preparation of monocarboxylic acids |
Publications (1)
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DE537610C true DE537610C (en) | 1931-11-06 |
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DED52422D Expired DE537610C (en) | 1927-03-03 | 1927-03-03 | Process for the preparation of monocarboxylic acids |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE537610C (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2691670A (en) * | 1951-10-17 | 1954-10-12 | Du Pont | Carbonylation of aromatic halides |
US2729673A (en) * | 1951-11-30 | 1956-01-03 | Du Pont | Carboxylation of aromatic compounds |
-
1927
- 1927-03-03 DE DED52422D patent/DE537610C/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2691670A (en) * | 1951-10-17 | 1954-10-12 | Du Pont | Carbonylation of aromatic halides |
US2729673A (en) * | 1951-11-30 | 1956-01-03 | Du Pont | Carboxylation of aromatic compounds |
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