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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Lactonen,
z.B. Caprolacton, aus Hydroxylsäuren,
z.B. 6-Hydroxycapronsäure.
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Hintergrund
der Erfindung
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Caprolacton
ist ein cyclischer Ester, der bei der Herstellung von Oligomeren
und Polymeren häufig
als Ausgangsmaterial verwendet wird.
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Ein
Verfahren zur Herstellung von Caprolacton umfasst die Baeyer-Villiger-Oxidation von Cyclohexanon
in Gegenwart einer Persäure
wie zum Beispiel Peressigsäure.
Dieses Verfahren wird zum Beispiel in Organic Reactions, Bd. 43,
Seiten 251–798 (1993)
beschrieben.
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Das
US-Patent Nr. 3,189,619 offenbart ein weiteres Verfahren, bei dem
ein 6-Hydroxycapronsäureester
in einer ersten Stufe mit einem Trialkylborat umgesetzt wird und
das Reaktionsprodukt dann durch Erwärmung bei einer Temperatur
von 200°C bis
250°C unter
vermindertem Drck in Caprolacton umgewandelt wird. In einem weiteren
Verfahren, das in dem Französischen
Patent 1,474,903 offenbart wird, wird ein 6-Hydroxycapronsäureester
in Gegenwart eines Oxids, wie zum Beispiel Magnesiumoxid, Zinkoxid,
Cadmiumoxid, Aluminiumoxid oder Titandioxid, in der flüssigen Phase
unter vermindertem Druck auf 150°C
bis 350°C
erwärmt,
und Caprolacton wird kontinuierlich abdestilliert.
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Das
US-Patent Nr. 5,068,361 offenbart ein Verfahren zur Herstellung
von Caprolacton, bei dem ein 6-Hydroxycapronsäureester in Gegenwart eines oxidischen
Katalysators bei einer Temperatur von 150°C bis 450°C erwärmt wird, wobei 6-Hydroxycapronsäureesterdampf
zusammen mit einem inerten Trägergas über einen
oxidischen Festbett- oder Fließbettkatalysator
geleitet wird.
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In
Spalte 1, Zeile 53 bis 57 haben die Patentinhaber offenbart, dass:
6-Hydroxycapronsäureester
vorteilhafterweise bei einer Temperatur von 180°C bis 300°C verdampft werden. Es hat sich
als vorteilhaft erwiesen, wenn Lösungsmittel,
die unter den Reaktionsbedingungen inert sind, wie zum Beispiel
Ester, z.B. Dioxan oder Tetrahydrofuran, ebenfalls gleichzeitig
verdampft werden. Vorteilhafterweise werden 50- bis 90%ige Lösungen von
6-Hydroxycapronsäureestern
in solchen Lösungsmitteln
verwendet.
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Die
Verwendung von organischen Lösungsmitteln
wie zum Beispiel Dioxan oder Tetrahydrofuran kann jedoch ein Gesundheitsrisiko
für Menschen
darstellen und die Umwelt verschmutzen. Es müssen also entsprechende Vorkehrungen
getroffen werden, um solche Gesundheitsrisiken und die Verschmutzung
der Umwelt zu vermeiden.
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Ein
Nebenprodukt der Umwandlung von 6-Hydroxycapronsäureestern zu Caprolacton durch das
obige Verfahren ist ferner der entsprechende Alkohol. So wird zum
Beispiel für
jedes zu Caprolacton umgewandelte Mol Methyl-6-hydroxycaproat 1 Mol Methanol erzeugt.
Die als Nebenprodukt entstehenden Alkohole sind möglicherweise
umweltschädlich und
müssen
zur Entsorgung zurückgewonnen
werden.
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Es
sind neue Verfahren zur Herstellung von Caprolacton und anderen
Lactonen erwünscht,
die die Verwendung möglicherweise
schädlicher
Lösungsmittel
und alkoholischer Nebenprodukte einschränken bzw. im Wesentlichen eliminieren
können.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden Verfahren zur Herstellung von Lactonen, z.B. Caprolacton,
aus Hydroxylsäuren
mit von 4 bis 10 Kohlenstoffatomen pro Molekül, z.B. 6-Hydroxycapronsäure, bereitgestellt.
Bei den Verfahren der vorliegenden Erfindung wird die Hydroxylsäure in Gegenwart
von Wasser, z.B. Wasserdampf, über
einem Katalysator umgesetzt, der Wasser aus der Hydroxylsäure entfernen
und das Lacton bilden kann. Die in dem die Hydroxylsäure enthaltenden
Einsatzstrom verwendete Menge Wasser ist wirksam, die Umwandlung
der Hydroxylsäure
zu steigern.
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Dank
der vorliegenden Erfindung ist es nun möglich, Lactone ohne Verwendung
organischer Lösungsmittel
bzw. ohne Bildung unerwünschter
Nebenprodukte herzustellen.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Die
zur Verwendung gemäß der vorliegenden
Erfindung geeigneten Hydroxylsäuren
sind jene mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen pro Molekül, die reaktiv
sind. Im vorliegenden Zusammenhang sind unter dem Begriff "reaktive Hydroxylsäuren" Hydroxylsäuren zu
verstehen, die unter den erfindungsgemäßen Verfahrensbedingungen reagieren
können,
um ihre entsprechenden Lactone zu bilden. Beispiele für solche
Hydroxylsäuren
sind Hydroxylsäuren
wie zum Beispiel 4-Hydroxybuttersäure, 5-Hydroxyvaleriansäure, 5-Hydroxy-2-methylvaleriansäure, 5-Hydroxy-4-methylvaleriansäure, 6-Hydroxycapronsäure und
10-Hydroxydecansäure. Eine
bevorzugte Hydroxylsäure
ist 6-Hydroxycapronsäure.
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Die
Quelle der bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Hydroxylsäuren ist
nicht entscheidend. Hydroxylsäuren
kann man zum Beispiel durch Oxidation des entsprechenden Hydroxyaldehyds
erhalten. Zum Beispiel kann man 6-Hydroxycapronsäure durch Oxidation von 6-Hydroxyhexaldehyd
erhalten, das wiederum aus Butadien hergestellt werden kann, wie
in dem US-Patent Nr. 5,817,883 und in dem US-Patent Nr. 5,821,389
beschrieben.
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Eine
weitere Quelle für
eine geeignete 6-Hydroxycapronsäure
ist die Rückgewinnung
aus einem während
der Herstellung von Cyclohexanon durch Oxidation von Cyclohexan
hergestellten Abwasserstrom, wie in dem US-Patent 5,981,769 beschrieben.
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Noch
eine Quelle für
eine zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geeignete 6-Hydroxycapronsäure ist
ein während
der Herstellung von Caprolacton, zum Beispiel durch die Baeyer-Villiger-Reaktion
oder durch die Umsetzung von Cyclohexanon mit einer Persäure, erzeugter
Abwasserstrom.
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Das
bei der vorliegenden Erfindung verwendete Einsatzmaterial können auch
ein niedriges Molekulargewicht aufweisende Oligomere von Hydroxylsäuren sein.
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Zum
Beispiel sind 6-Hydroxycapronsäure-Dimere
oder -Trimere geeignete Einsatzmaterialien.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Einsatzstrom bereitgestellt, der ein oder mehr
Hydroxylsäuren
und Wasser umfasst. Vorteilhafterweise ist die Menge an Wasser wirksam,
um die Selektivität der
Hydroxylsäure
zu dem entsprechenden Lacton zu steigern. Vorzugsweise beträgt die Selektivität mindestens
50%, mehr bevorzugt mindestens 70% und am meisten bevorzugt mindestens
80%. Im vorliegenden Zusammenhang bezeichnet der Begriff "Selektivität" die pro Mol bei
der Reaktion verbrauchter Hydroxylsäure produzierten Mole von Lacton. Normalerweise
umfasst der Einsatzstrom von 5 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise von 10
bis 50 Gew.-% der Hydroxylsäure
und von 20 bis 95% Wasser, vorzugsweise von 50 bis 90% Wasser. Vorzugsweise
beträgt die
Umwandlung mindestens 50%, mehr bevorzugt mindestens 80% und am
meisten bevorzugt mindestens 90%. Im vorliegenden Zusammenhang bezeichnet
der Begriff "Umwandlung" die pro Mol der
Reaktion zugeführter
Hydroxylsäure
verbrauchten Mole von Hydroxylsäure.
Der Einsatzstrom kann ferner noch weitere Materialien umfassen,
wie zum Beispiel isomere Hydroxylsäuren, in dem Fachmann bekannten Mengen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der Einsatzstrom zu einer Reaktionszone geleitet,
die einen Katalysator enthält,
der die Umwandlung der Hydroxylsäure
zu dem entsprechenden Lacton beschleunigen kann. Die Reaktionszone
kann jede geeignete Vorrichtung zur Durchführung der Umsetzung umfassen,
wie zum Beispiel ein oder mehr Festbettreaktoren oder Fließbettreaktoren.
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Beispiele
für geeignete
Katalysatoren sind Oxide von Elementen der Hauptgruppen 2 bis 5
oder der Nebengruppen 1 bis 8 des Periodensystems oder Oxide von
Seltenerdmetallen oder Mischungen davon. Beispiele hierfür sind Magnesiumoxid,
Calciumoxid, Zinkoxid, Bortrioxid, Titandioxid, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid,
Zinndioxid, Bismutoxid, Kupferoxid, Lanthanoxid, Zirconiumdioxid,
Vanadiumoxide, Chromoxide, Wolframoxide, Eisenoxide, Ceroxide und Neodymiumoxide.
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Siliciumdioxid,
Aluminiumoxid oder gemischte Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Katalysatoren werden
bevorzugt. Mit einem Metalloxid der Gruppe I, wie zum Beispiel Natriumoxid,
oder mit einem Metalloxid der Gruppe II, wie zum Beispiel Magnesiumoxid oder
Calciumoxid, modifiziertes Aluminiumoxid und mit einem Metall oxid
der Gruppe I und einem Metalloxid der Gruppe II modifizierte gemischte
Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Katalysatoren werden besonders bevorzugt.
Wenn ein gemischter Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Katalysator verwendet
wird, beträgt
das bevorzugte Gewichtsverhältnis
von Siliciumdioxid zu Aluminiumoxid von etwa 3:1 bis etwa 10:1.
Es kann mehr als ein Katalysator verwendet werden. Geeignete Katalysatoren
zur Verwendung bei den Verfahren der vorliegenden Erfindung sind
im Handel erhältlich.
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Fakultativ
kann ein Verdünnungsmittel
wie zum Beispiel ein Edelgas, z.B. Stickstoff, verwendet werden.
Bei Verwendung eines Verdünnungsmittels ist
dies normalerweise in einer Menge von 0,5 bis 5,0 mol Verdünnungsmittel
pro Mol Hydroxylsäure
vorhanden.
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Normalerweise
wird der Einsatzstrom mit einer Raumgeschwindigkeit von 100 bis
1000 Liter dampfförmiges
Einsatzmaterial pro Liter Katalysator pro Stunde in einer Dampfphase
der Reaktionszone zugeführt.
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Normalerweise
wird die Reaktion bei einer Temperatur von 150 bis 350°C, vorzugsweise
von 250 bis 325°C,
und bei einem Druck von 0,001 bis 1,0 Atmosphären ("atm"),
vorzugsweise von 0,01 bis 0,7 atm durchgeführt.
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Die
Reaktion wird vorzugsweise im Wesentlichen ohne organische Lösungsmittel,
z.B. Dioxan und Tetrahydrofuran, durchgeführt. Im vorliegenden Zusammenhang
bedeutet der Begriff "im
Wesentlichen ohne" weniger
als 10 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 5 Gew.-% und mehr bevorzugt
weniger als 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Einsatzstroms.
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Bei
den Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Produktstrom,
der ein Lacton und Wasser umfasst, aus der Reaktionszone abgezogen.
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Die
nach den Verfahren der vorliegenden Erfindung produzierten Lactone
umfassen jene, die von 4 bis 10 Kohlenstoffatome in dem Lactonring
haben. Bevorzugte Lactone sind Gamma-Butyrolacton, Delta-Valerolacton
und Epsilon-Caprolacton. Ein besonders bevorzugtes Lacton ist ε-Caprolacton.
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Normalerweise
wird der Produktstrom von 5 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise von 10 bis
40 Gew.-% des Lactons und von 40 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise von
60 bis 90 Gew.-% Wasser umfassen.
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Bei
der Reaktion wird pro Mol umgesetzter Hydroxylsäure 1 mol Wasser erzeugt. Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann ganz vorteilhaft mindestens ein Teil des bei der
Reaktion erzeugten Wassers zurückgeführt werden,
um einen Teil des Einsatzstroms zu umfassen. Durch herkömmliche
Mittel kann jegliches überschüssige Wasser
aus dem Verfahren entfernt werden. Nach dem ersten Anlaufen des
Verfahrens, und wenn ein stabiler Zustand erreicht ist, muss bei
dem Verfahren de facto vorzugsweise kein Wasser mehr zugeführt werden,
da durch die Reaktion eine ausreichende Menge Wasser erzeugt wird.
Darüber
hinaus kann die zu dem Reaktor zurückgeführte Menge Wasser so eingestellt
werden, dass die gewünschte
Umwandlung erreicht wird.
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Die
nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugten Lactone
haben eine Vielzahl von Verwendungszwecken. Caprolacton wird zum Beispiel
normalerweise für
die Herstellung von Oligomeren, Polyolen, Homopolymeren und Copolymeren verwendet,
d.h. mit anderen Monomeren wie zum Beispiel Diolen mit einem weiten
Bereich von Molekulargewichten, z.B. von 1000 bis 100.000 g/mol (Gewichtsmittel).
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Die
Erfindung wird mit Hilfe von Beispielen weiter beschrieben, die
zur Veranschaulichung dienen und den Umfang der beigefügten Ansprüche nicht
einschränken
sollen.
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BEISPIELE
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Vergleichsbeispiel 1
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(Thermische Umsetzung)
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Ein
71,12 cm (28 Inch) langes Edelstahlrohr mit einem Innendurchmesser
von 1,96 cm (0,77 Inch) wurde mit 215 Kubikzentimetern ("cm3") eines inerten Edelstahlschwamms
gefüllt.
Das Rohr wurde auf 300°C
erwärmt,
und der Druck wurde auf 10 Millimeter ("mm")
Hg reduziert. Eine Lösung
mit 10 Gew.-% 6-Hydroxycapronsäure in Wasser
wurde dem Reaktor mit einer Geschwindigkeit von 65 Gramm pro Stunde
("gph") zugeführt. Außerdem wurde
dem Reaktor Stickstoff mit einer Geschwindigkeit von 40 cm3 pro Minute zugeführt. Das Produkt wurde 3,2
Stunden in einem gekühlten
Behälter
gesammelt und dann mittels Gaschromatographie analysiert. Die Umwandlung
der 6-Hydroxycapronsäure
betrug 58%, und die Selektivität
zu Caprolacton betrug 24%. Die wesentlichen Nebenprodukte waren
Oligomere von 6-Hydroxycapronsäure.
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Beispiel 2
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Der
in Beispiel 1 beschriebene Reaktor wurde mit 215 cm3 eines
Silicagels von 4–10
mesh gefüllt.
Der Katalysator wurde auf 300°C
erwärmt,
und der Druck wurde auf 10 mm Hg reduziert. Eine Lösung mit
10 Gew.-% 6-Hydroxycapronsäure
in Wasser wurde dem Reaktor 4,2 Stunden mit einer Geschwindigkeit
von 49 gph zugeführt.
Außerdem
wurde dem Reaktor Stickstoff mit einer Geschwindigkeit von 40 cm3/Minute zugeführt. Das Produkt wurde in einem
gekühlten
Behälter
gesammelt und mittels Gaschromatographie analysiert. Die Umwandlung der
6-Hydroxycapronsäure betrug
94%, und die Selektivität
zu Caprolacton betrug 59%. Die wesentlichen Nebenprodukte waren
Oligomere von 6-Hydroxycapronsäure.
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Beispiel 3
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Der
in Beispiel 2 beschriebene Reaktor wurde mit 76 cm3 Aluminiumoxid
gefüllt.
Der Katalysator wurde auf 300°C
erwärmt,
und der Druck wurde auf 10 mm Hg reduziert. Eine Lösung mit
10 Gew.-% 6-Hydroxycapronsäure
in Wasser wurde dem Reaktor 4,5 Stunden mit einer Geschwindigkeit
von 45 gph zugeführt.
Außerdem
wurde dem Reaktor Stickstoff mit einer Geschwindigkeit von 40 cm3/Minute zugeführt. Das Produkt wurde in einem
gekühlten
Behälter gesammelt
und mittels Gaschromatographie analysiert. Es blieb keine 6-Hydroxycapronsäure zurück, und
die Selektivität
zu Caprolacton betrug 46%.
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Beispiel 4
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Beispiel
3 wurde bei 250°C
wiederholt. Das Produkt wurde 5 Stunden gesammelt und mittels Gaschromatographie
analysiert. Die Umwandlung von 6-Hydroxycapronsäure betrug
92%, und die Selektivität
zu Caprolacton betrug 67%. Die wesentlichen Nebenprodukte waren
Oligomere von Hydroxycapronsäure.
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Beispiel 5
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Der
in Beispiel 1 beschriebene Reaktor wurde mit 76 cm3 eines
handelsüblichen
Katalysators aus Diatomeenerde gefüllt, der 91% Siliciumdioxid und
9% Aluminiumoxid enthielt. Der Katalysator wurde auf 300°C erwärmt, und
der Druck wurde auf 10 mm Hg reduziert. Eine Lösung mit 10% 6-Hydroxycapronsäure in Wasser
wurde dem Reaktor 2,4 Stunden mit 22 gph zugeführt. Außerdem wurde dem Reaktor Stickstoff
mit einer Geschwindigkeit von 40 cm3 pro
Minute zugeführt.
Das Produkt wurde in einem gekühlten
Behälter
gesammelt und mittels Gaschromatographie und Größenausschlusschromatographie
analysiert. Die Umwandlung von 6-Hydroxycapronsäure betrug 78%, und die Selektivität zu Caprolacton
betrug 96%.
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Beispiel 6
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Beispiel
5 wurde bei 325°C
wiederholt. Das Produkt wurde 5 Stunden gesammelt und mittels Gaschromatographie
analysiert. Die Umwandlung von 6-Hydroxycapronsäure betrug
88%, und die Selektivität
zu Caprolacton betrug 76%. Die wesentlichen Nebenprodukte waren
Oligomere von Hydroxycapronsäure.
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Beispiel 7
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Der
in Beispiel 1 beschriebene Reaktor wurde mit 76 cm3 eines
handelsüblichen
Katalysators aus Diatomeenerde gefüllt, der 72% Siliciumdioxid, 8%
Aluminiumoxid und 20% Calciumoxid enthielt. Der Katalysator wurde
auf 300°C
erwärmt,
und der Druck wurde auf 10 mm Hg reduziert. Eine Lösung mit
10% 6-Hydroxycapronsäure in Wasser
wurde dem Reaktor 4,5 Stunden mit 23 gph zugeführt. Außerdem wurde dem Reaktor Stickstoff
mit einer Geschwindigkeit von 40 cm3 pro
Minute zugeführt.
Das Produkt wurde in einem gekühlten
Behälter
gesammelt und mittels Gaschromatographie und Größenausschlusschromatographie
analysiert. Die Umwandlung von 6-Hydroxycapronsäure betrug 92%, und die Selektivität zu Caprolacton
betrug 92%.
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Beispiel 8
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Beispiel
7 wurde bei 325°C
wiederholt. Das Produkt wurde 4,5 Stunden gesammelt und mittels Gaschromatographie
analysiert. Die Umwandlung von 6-Hydroxycapronsäure betrug
97%, und die Selektivität
zu Caprolacton betrug 94%. Die wesentlichen Nebenprodukte waren
Oligomere von Hydroxycapronsäure.
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Beispiel 9
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Beispiel
8 wurde mit den 10% 6-Hydroxycapronsäure in Wasser wiederholt, wobei
die Aufgabegeschwindigkeit auf 46 gph erhöht war. Das Produkt wurde 4,5
Stunden gesammelt und mittels Gaschromatographie analysiert. Die
Umwandlung von 6-Hydroxycapronsäure
betrug 92%, und die Selektivität zu
Caprolacton betrug 85%. Die wesentlichen Nebenprodukte waren Oligomere
von Hydroxycapronsäure.
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Beispiel 10
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Beispiel
8 wurde mit den 10% 6-Hydroxycapronsäure in Wasser wiederholt, wobei
die Aufgabegeschwindigkeit auf 102 gph erhöht war. Das Produkt wurde 2
Stunden gesammelt und mittels Gaschromatographie und Größenausschlusschromatographie analysiert.
Die Umwandlung von 6-Hydroxycapronsäure betrug 85%, und die Selektivität zu Caprolacton
betrug 86%. Die wesentlichen Nebenprodukte waren Oligomere von Hydroxycapronsäure.
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Beispiel 11
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Beispiel
8 wurde mit 50% 6-Hydroxycapronsäure
in Wasser mit einer Aufgabegeschwindigkeit von 25 gph wiederholt.
Das Produkt wurde 4,3 Stunden gesammelt und mittels Gaschromatographie
und Größenausschlusschromatographie
analysiert. Die Umwandlung von 6-Hydroxycapronsäure betrug 88%, und die Selektivität zu Caprolacton
betrug 94%.
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Beispiel 12
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Beispiel
8 wurde bei 325°C
und Atmosphärendruck
wiederholt. Die Aufgabegeschwindigkeit der 10% Hydroxycarbonsäure in Wasser
betrug 55,5 gph. Das Produkt wurde 3,8 Stunden gesammelt und mittels
Gaschromatographie und Größenausschlusschromatographie
analysiert. Die Umwandlung von 6-Hydroxycapronsäure betrug
95%, und die Selektivität
zu Caprolacton betrug 66%. Das Produkt war trüb und enthielt Oligomere von
Hydroxycapronsäure.
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Beispiel 13
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Der
in Beispiel 1 beschriebene Reaktor wurde mit 76 cm3 eines
handelsüblichen
Katalysators gefüllt,
der 66% Aluminiumoxid, 30% Magnesiumoxid und 4% Graphit enthielt.
Der Katalysator wurde auf 325°C
erwärmt,
und der Druck wurde auf 10 mm Hg reduziert. Eine Lösung mit
10% 6-Hydroxycapronsäure
in Wasser wurde dem Reaktor 6,0 Stunden mit 60 gph zugeführt. Außerdem wurde
dem Reaktor Stickstoff mit einer Geschwindigkeit von 40 cm3 pro Minute zugeführt. Das Produkt wurde in einem
gekühlten
Behälter
gesammelt und mittels Gaschromatographie und Größenausschlusschromatographie analysiert.
Die Umwandlung von 6-Hydroxycapronsäure betrug
86%, und die Selektivität
zu Caprolacton betrug 59%.
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Beispiel 14
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Der
in Beispiel 1 beschriebene Reaktor wurde mit 76 cm3 eines
Katalysators aus Gamma-Aluminiumoxid gefüllt, der 16% Calciumoxid und
0,1% Natriumoxid enthielt. Der Katalysator wurde auf 325°C bei Atmosphärendruck
erwärmt.
Eine Lösung
mit 10% 6-Hydroxycapronsäure
in Wasser wurde dem Reaktor 2 Stunden mit etwa 60 gph zugeführt. Außerdem wurde
dem Reaktor Stickstoff mit einer Geschwindigkeit von 40 cm3 pro Minute zugeführt. Das Produkt wurde in einem
gekühlten
Behälter
gesammelt und mittels Gaschromatographie und Größenausschlusschromatographie
analysiert. Die Umwandlung von 6-Hydroxycapronsäure betrug
100%, und die Selektivität
zu Caprolacton betrug 43%. Der Druck wurde dann auf 250 mm Hg reduziert,
und die Reaktion lief noch einmal 2 Stunden weiter, wonach die Umwandlung
von 6-Hydroxycapronsäure
97% betrug und die Selektivität
zu Caprolacton auf 71% anstieg. Der Druck wurde dann auf 10 mm Hg
reduziert, und die Reaktion lief noch 6 Stunden weiter, wo nach die
Umwandlung von 6-Hydroxycapronsäure 96%
betrug und die Selektivität
zu Caprolacton auf 95% anstieg.
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Beispiel 15
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Der
in Beispiel 14 verwendete Katalysator wurde auf 325°C erwärmt, und
der Druck in dem Reaktor wurde auf 10 mm Hg reduziert. Eine Lösung mit 10%
5-Hydroxyvaleriansäure in Wasser
wurde dem Reaktor 3,3 Stunden mit etwa 45 gph zugeführt. Außerdem wurde
dem Reaktor Stickstoff mit einer Geschwindigkeit von 40 cm3 pro Minute zugeführt. Das Produkt wurde in einem
gekühlten
Behälter
gesammelt und mittels Gaschromatographie und Größenausschlusschromatographie
analysiert. Die Umwandlung von 5-Hydroxyvaleriansäure betrug
100%, und die Selektivität
zu Delta-Valerolacton betrug 82%.
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Beispiel 16
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Beispiel
14 wurde bei 250°C
wiederholt. Das Produkt wurde in einem gekühlten Behälter gesammelt und mittels
Gaschromatographie und Größenausschlusschromatographie
analysiert. Die Umwandlung von 5-Hydroxyvaleriansäure betrug
96%, und die Selektivität
zu Delta-Valerolacton betrug 69%.