DE573982C - Verfahren zur Herstellung von Benzoesaeure durch Oxydation von Toluol mit Verbindungen des Chroms - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Benzoesaeure durch Oxydation von Toluol mit Verbindungen des ChromsInfo
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Description
Es ist bekannt, daß man Benzoesäure durch Oxydation von Toluol mit Chromschwefelsäure
erhalten kann. Das Oxydationsmittel fällt jedoch hierbei in Gestalt einer schwefelsauren
Chromsulfatlösung an, deren Aufarbeitung auf Chromschwefelsäure oder Chromat ziemlich
kostspielig ist, weshalb man es auch vorzieht, die Chromsulfatlösung gegebenenfalls nach geeignetem
Behandeln als billiges Abfallprodukt
«o abzustoßen.
Gemäß der Erfindung gelingt es, Benzoesäure bzw. benzoesaures Salz (Natrium) in
sehr zufriedenstellender Weise herzustellen, wenn man eine neutrale Chromat- oder Bichromatlösung
bei' Temperaturen oberhalb 100 ° C, vorzugsweise bei 150 bis 280 ° C, vorteilhaft
unter Rühren, und unter Druck auf Toluol einwirken läßt.
Unter Bildung von Chromoxydhydrat und Alkali wird die Benzoesäure bzw. benzoesaures
Alkali wie folgt gebildet:
3 + Na2Cr2O7
= C6H5COONa + Cr2O3 + NaOH + H2O
= C6H5COONa + Cr2O3 + NaOH + H2O
C0H1-CH
oder
C6H5CH3 + 2 Na2CrO4
= C6H5COONa + Cr2O3 + 3 NaOH.
Das benzoesäure Natrium läßt sich, infolge seiner Schwerlöslichkeit in konzentrierter Lauge,
durch Eindampfen zur Abscheidung bringen, oder man scheidet die freie Benzoesäure in
bekannter Weise ab. Durch Umkristallisieren aus Wasser wird sie in reinem Zustande vom
richtigen Schmelzpunkt erhalten.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist der, daß man nach Abtrennen des benzoesäuren
Alkalis das Oxydationsmittel durch Druckoxydation bequem und billig zurückgewinnen
und auf diese Weise den Kreisprozeß sehließen kann.
Es kann dies in der Art vorgenommen werden, daß man den chromoxydhaltigen Rüekstand
in einem Autoklaven im Beisein der nötigen auf Mono- oder Bichromat eingestellten
Menge wäßrigen Ätz- oder Carbonatalkalis unter gutem Rühren und unter Durchpressen
von Luft oder Sauerstoff einige Stunden auf 150 bis 300 ° C bis zur vollständigen Umwandlung
erhitzt. Die Kohlensäure, die sich bei der Verwendung von Carbonatalkali bildet,
wird vorteilhaft mit dem abziehenden Gasstrom entfernt, oder auch, wenn beispielsweise in
stehender Sauerstoffatmosphäre gearbeitet wird, vorteilhaft an Kalk gebunden.
Es ist zwar bekannt, daß man Chromat oder Bichromat in neutraler Lösung bei Temperaturen
über 100 ° C zu Chromoxydhydrat reduzieren kann, jedoch verwendet man hierzu
organische Reduktionsmittel, wie Melasse, Sägemehl, Braunkohlenpulver, Zellpech u. dgl., also
typische Reduktionsmittel, deren chemische
Natur und Zusammensetzung nicht definiert sind. Ebensowenig definiert ist die Natur
oder die Zusammensetzung und auch der Wert des jeweiligen Oxydationsproduktes.
Man hat auch bereits vorgeschlagen, Chromat- oder Bichromatlösungen zu reduzieren, indem
man sie oberhalb ioo° C unter Druck mit
anorganischen oder organischen Reduktionsmitteln, wie Kohlenoxyd, Kohlenwasserstoffen,
ίο Formiaten, Glycerin, Thiosulfat, behandelt. Es
kommen also auch in diesem Falle spezifische Reduktionsmittel in Anwendung, welche bei
der Reaktion vollständig zerstört und demnach in wertlose Kohlensäure im Falle der Kohlen-Wasserstoffe
und in wertlose Umwandlungsprodukte im Falle der anderen Reduktionsmittel
umgewandelt werden. Dagegen wird gemäß vorliegendem Verfahren ein höchst wertvolles
Produkt, die Benzoesäure, erhalten.
Es war daher keinesfalls vorauszusehen, daß man durch Behandlung von Chromatlösungen
mit einem chemisch indifferenten Kohlenwasserstoff, wie Toluol·, in zufriedenstellender
Weise Benzoesäure von ganz hervorragender Reinheit herstellen kann:
Als Oxydationsmittel eignen sich sowohl Chromate als auch Bichromate, und zwar
wird man jenen den Vorzug geben, die in Wasser lösliche Basen enthalten. Weiter sei noch
bemerkt, daß die Reduktion von Bichromat leichter vonstatten zu gehen scheint als die
von neutralem Chromat. Es kann daher auch, je nach den Umständen, als wünschenswert
■ erscheinen, die sich bildende Alkalität durch passende Zusätze, wie Magnesiumsulfat, Alkalibicarbonat,
abzustumpfen. Auch kann man die Reaktion in Gegenwart von Kohlensäure vornehmen, welche abgespaltenes Alkali in
Bicarbonat und neutrales Chromat in Bichromat umwandelt.
Hieraus wird ersichtlich, daß die Arbeitsbedingungen in weiten Grenzen abgeändert
und den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden können.
Ausführungsbeispiel
3 Teile Natriumbichromat, 6 Teile Wasser, 0,9 Teile Toluol werden in einem mit gutem
Rührwerk versehenen Autoklaven so lange auf bis 280 ° erhitzt, bis der Partialdruck des
Toluols praktisch verschwunden ist.
Nach beendeter Reaktion bläst man gegebenenfalls noch vorhandenes unverbrauchtes
Toluol ab, trennt das gebildete Chromoxydhydrat durch Filtrieren ab und arbeitet die
alkalischen Natriumbenzoat enthaltenden Laugen in bekannter Weise auf. Nach Abtrennen
des Natriumbenzoates gehen die zuweilen chromathaltigen Laugen in den Chromatbetrieb
zurück.
Die aus dem Benzoat in bekannter Weise erhältliche Benzoesäure wird aus Wasser umkristallisiert
und ist rein.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Benzoesäure durch Oxydation von Toluol mit Verbindungen
des Chroms, dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung des Toluols mit Chromaten oder Bichromaten in wäßrigneutraler Lösung oberhalb 100 ° C unter
Druck, vorzugsweise unter Rühren, vornimmt und daß man das gebildete Chromoxydhydrat
durch Filtrieren abtrennt undaus der Lösung das benzoesäure Salz als solches
oder in Gestalt von freier Säure in bekannter Weise zur Abscheidung bringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren im Beisein
von alkalibindenden Stoffen, wie Magnesiumsalzen 0. dgl. oder Bicarbonaten, Kohlensäure o. dgl., durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das
Oxydationsmittel nach Abtrennen des benzoesauren Salzes durch Druckoxydation regeneriert.
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