DE60200962T2

DE60200962T2 - Verfahren zur Hydroformylierung von olefinisch ungesättigten Verbindungen in einer nicht-wässrigen ionischen Flüssigkeit

Info

Publication number: DE60200962T2
Application number: DE60200962T
Authority: DE
Inventors: Frederic Favre; Dominique Commereuc; Helène Olivier-Bourbigou
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2002-01-14
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2022-01-15
Also published as: FR2819806B1; DE60200962D1; US20020099243A1; JP4048317B2; US6617474B2; ZA200200497B; JP2002275117A; FR2819806A1; ES2227400T3; EP1241156B1; EP1241156A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Hydroformylierung von olefinisch ungesättigten Verbindungen.
Die Hydroformylierung der olefinischen Verbindungen ist eine Reaktion von großer industrieller Bedeutung und der Großteil der Verfahren greift auf homogene Katalysatoren zurück, die in einer organischen Phase gelöst sind, die aus Reagenzien, Produkten und ggf. einem Überschuss von Ligand besteht, obwohl man auf Schwierigkeiten trifft, um den Katalysator zu trennen und zu gewinnen, insbesondere wenn jener in relativ großer Menge eingesetzt wird, wie dies der Fall mit den Katalysatoren auf Kobaltbasis ist, oder wenn jener ein Edelmetall ist, wie dies der Fall mit den Katalysatoren auf Rhodiumbasis ist.
Eine Lösung, die darauf abzielt, dieses Problem zu lösen wird erwähnt von Bartik et al.: Organometallics (1993) 12 164–170, J. Organometal. Chem. (1994) 480 15–21, sowie durch Beller et al.: J. Molecular Catal. A: Chemical (1999) 143 31–39. Sie besteht darin, die Hydroformylierung in Gegenwart einer wässrigen Lösung durchzuführen, die einen Kobaltkomplex enthält, der dank der Gegenwart eines Phosphin-Sulfonat-Liganden wie einem Natriumsalz von Triphenylphosphin, das trisulfoniert ist oder einem trisulfonierten Tris-(Alkylphenyl)-Phosphin wasserlöslich gemacht wird. Die Patentanmeldung WO-A-97/00132 beschreibt Kobaltcluster, die durch Trialkoxysilylmethyl-Gruppen substituiert sind, welche sie in Wasser löslich machen. Auf diese Weise wird die organische Phase, die die Aldehyde enthält, leicht von der wässrigen Phase getrennt, die den Katalysator enthält.
Eine andere Lösung, die darauf abzielt, dieses Problem zu lösen, ist in dem französischen Patent FR-B-2 314 910 beschrieben worden. Sie besteht darin, die Hydroformylierung in Gegenwart einer wässrigen Lösung durchzuführen, die einen Rhodiumkomplex enthält, der dank der Gegenwart eines sulfonierten Phosphinliganden wasserlöslich gemacht wird, der selbst wasserlöslich ist wie das Salz des trisulfonierten Triphenylphosphins. Auf diese Weise wird die organische Phase, die die Aldehyde enthält leicht von der wässrigen Phase getrennt, die den Katalysator enthält. Diese Technik war Gegenstand einer beträchtlichen Anzahl von Arbeiten, die in einem Artikel von W. A. Herrmann, erschienen in Angewandte Chemie International 1993, Vol. 32, Seiten 1532 ff. diskutiert worden sind.
Trotz des großen industriellen Interesses dieser Techniken für die Hydroformylierung des Propylens leiden die Systeme mit zwei Phasen an Mangel an Löslichkeit der Olefine in Wasser, was zu relativ geringen Reaktionsgeschwindigkeiten führt, die sie für die Olefine mit langer Kette unanwendbar machen.
Im übrigen ist in dem Patent US-A-3 565 823 eine Technik beschrieben worden, die darin besteht, eine Verbindung eines Übergangsmetalls in einem Salz von Zinn oder Germanium und von Ammonium oder einem quaternären Phosphonium der Formel (R¹R²R³R⁴Z)YX₃ zu dispergieren, in der R¹, R², R³ und R⁴ Kohlenwasserstoffreste mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen sind, Z Stickstoff oder Phosphor ist, Y Zinn oder Germanium ist und X ein Halogen ist, z. B. Chlor oder Brom. In dem Patent US-A-3 832 391 ist ein Verfahren zur Carbonylierung der Olefine durch die gleiche Zusammensetzung beschrieben worden. Die obigen Zusammensetzungen zeigen den Nachteil, einen relativ hohen Schmelzpunkt zu haben, zum Beispiel über 90°C, was die Handhabung der Katalysatorlösungen und der Reaktionsprodukte schwierig macht.
Es ist in dem Patent US-A-5 874 638 angezeigt worden, dass man gleichzeitig von den Vorteilen einer Ausführung mit zwei Phasen profitieren kann, indem man die einerseits mit der Verwendung von Wasser und andererseits mit dem Einsatz von Verbindungen mit hohem Schmelzpunkt des Periodensystems verbundenen Nachteile begrenzt, indem man bestimmte katalytische Verbindungen der Übergangsmetalle der Gruppen 8, 9 und 10 löst, die zum Katalysieren der Hydroformylierung bekannt sind, in den nichtwässrigen ionischen Lösungsmitteln, die aus organischen-anorganischen Salzen bestehen, die bei Umgebungstemperatur flüssig sind.
Es ist jetzt gefunden worden, dass es möglich ist, die Reaktionsgeschwindigkeiten beträchtlich zu erhöhen, indem die Reaktion in einer ionischen Flüssigkeit durchgeführt wird, die teilweise oder vollständig mit den Reaktionsprodukten mischbar ist, wobei stets der Vorteil der Trennung und der Wiederverwendung der ionischen Flüssigkeit bewahrt wird, die den Katalysator enthält, und wobei die Wiedergewinnung der Produkte der Reaktion verbessert wird, indem nach der Reaktion ein organisches Lösungsmittel eingespritzt wird (welches vorteilhaft die zu hydroformylierende olefinisch ungesättigte Verbindung sein kann), die kaum oder nicht mit der ionischen Flüssigkeit mischbar ist und die die Endmischung der Produkte vom Rest des Reaktionsabstroms verbessert.
Diese Ausführung des Verfahrens ermöglicht es, die Vorteile eines homogenen katalytischen Systems zu vereinen, indem eine bessere Verwendung des Katalysators und eine bessere Wiedergewinnung der Produkte herbeigeführt wird.
In allgemeiner Weise schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Hydroformylierung in flüssiger Phase von wenigstens einer olefinisch ungesättigten Verbindung vor, in dem man in einem Reaktionsabschnitt wenigstens eine olefinisch ungesättigte Verbindung mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff in Gegenwart wenigstens einer nicht wässrigen ionischen Flüssigkeit, die bei der Reaktionstemperatur flüssig ist und wenigstens teilweise mit den Reaktionsprodukten mischbar ist, wobei die ionische Flüssigkeit wenigstens ein Salz mit einer allgemeinen Formel Q⁺A^– umfasst, in der Q⁺ ein quarternäres Ammonium und/oder ein quarternäres Phosphonium darstellt und A^– ein Anion darstellt, und in Gegenwart wenigstens eines Katalysators reagieren lässt, der wenigstens eine Verbindung oder einen Komplex eines Übergangsmetalls der Gruppen 8, 9 und 10 des Periodensystems, gegebenenfalls koordiniert durch wenigstens einen Liganden umfasst, der wenigstens ein Phosphoratom (phosphorhaltiger Ligand), Arsenatom, Antimonatom oder Stickstoffatom (stickstoffhaltiger Ligand) enthält, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man nach dem Reaktionsabschnitt dem Medium wenigstens ein organisches Lösungsmitel derart zugibt, dass die Gewinnung der Reaktionsprodukte verbessert wird.
Spezieller kann das Verfahren der Erfindung nach einem Schema eingesetzt werden, dass wenigstens die drei folgenden Abschnitte aufweist:

a) wenigstens einen Abschnitt 1, in dem man die Hydroformylierungsreaktion wie oben angezeigt durchführt,
b) wenigstens einen Abschnitt 2, in dem man durchführt:
– das Mischen des Abstroms des Reaktionsabschnitts mit wenigstens einem organischen Lösungsmittel, das dazu vorgesehen ist, die Gewinnung der Produkte zu verbessern;
– die Trennung der Produkte der Reaktion und der polaren Phase, die die ionische Flüssigkeit und den Katalysator enthält;
– und das Dekantieren der polaren Phase die die ionische Flüssigkeit und den Katalysator enthält, der zum Reaktor des Abschnitts 1 rezykliert wird, um wiederverwendet zu werden;
c) wenigstens einen Abschnitt 3, in dem man durch Destillation die Reaktionsprodukte, das organische Lösungsmittel, das in die Mischzone des Abschnitts 2 rezykliert wird, und die zu hydroformylierende olefinisch ungesättigte Verbindung, die nicht reagiert hat trennt, welche zum Abschnitt 1 rezykliert wird.

Im Abschnitt 3, je nachdem, ob das verwendete organische Lösungsmittel einen Siedepunkt über oder unter jenem der zu hydroformylierenden olefinisch ungesättigten Verbindung hat, führt man zuerst die Trennung der Rohprodukte der Reaktion und der zu hydroformylierenden olefinisch ungesättigten Verbindung durch und dann die Trennung der Endprodukte der Reaktion und des organischen Lösungsmittels oder zuerst die Trennung der Rohprodukte der Reaktion und des organischen Lösungsmittels und dann die Trennung der Endprodukte der Reaktion von der zu hydroformylierenden olefinisch ungesättigten Verbindung.
In einer bevorzugten Variante des Verfahrens der Erfindung besteht das zum Verbessern der Trennung der Produkte der Reaktion verwendete organische Lösungsmittel aus der zu hydroformylierenden olefinisch ungesättigten Verbindung, die nicht reagiert hat. Sie wird dann durch Destillation im Abschnitt 3 getrennt und wenigstens teilweise zum Mischvorgang des Abschnitts 2 rezirkuliert und teilweise zum Reaktionsabschnitt 1 rezykliert. Ein spezieller Vorteil dieser Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung ist es, lediglich die Durchführung eines Destillationsvorgangs zu erfordern.
Die olefinisch ungesättigten Verbindungen, die in der Lage sind, hydroformyliert zu werden, werden gewählt aus der Gruppe, die gebildet wird durch die Monoolefine, die Diolefine und insbesondere die konjugierten Diolefine, die olefinischen Verbindungen, die eines oder mehrere Heteroatome aufweisen, insbesondere in den ungesättigten Gruppen wie die Keton- oder Carboxylsäurefunktion. Als Beispiele kann man die Hydroformylierung der Pentene zu Hexanal und Methylpentanal, der Hexene zu Isoheptanalen, der Isocetene zu Isononanalen oder der olefinischen C₁₀- bis C₁₆-Fraktionen zu C₁₁- bis C₁₇-Aldehyden nennen.
Das organische Lösungsmittel wird derart gewählt, dass die Entmischung der Produkte verbessert wird. Es wird insbesondere unter den gesättigten oder ungesättigten aliphatischen, zyklischen oder azyklischen Kohlenwasserstoffen und den aromatischen oder substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen gewählt. Am bevorzugtesten wird das organische Lösungsmittel aus der oder den zu hydroformylierenden olefinisch ungesättigten Verbindungen bestehen können.
In dem nicht wässrigen ionischen Lösungsmittel mit einer allgemeinen Formel Q⁺A^– wird das Anion A^– derart gewählt, dass das Salz Q⁺A^– bei niedriger Temperatur, d. h. unter 90°C flüssig ist.
So werden die bevorzugten Anionen A^– die Ionen Nitrat, Sulfat, Phosphat, Acetat, Halogenacetate, Tetrafluorborat, Tetraalkylborate, Tetraarylborate, Hexafluorphosphat, Hexafluorantimonat, Fluorsulfonat, Perfluoralkylsulfonate, Arensulfonate, wobei diese letzteren gegebenenfalls durch Halogen- oder Halogenalkylgruppen substituiert sind, und Bis-Perfluoralkylsulfonylamide sein.
Die quarternären Ammonium- und oder Phosphoniumkationen Q⁺ entsprechen vor allem den allgemeinen Formeln NR¹R²R³R⁴⁺ und PR¹R²R³R⁴⁺ oder den allgemeinen Formeln R¹R²N=CR³R⁴⁺ und R¹R²P=CR³R⁴⁺, worin R¹, R², R³ und R⁴ identisch oder verschieden Wasserstoff (mit Ausnahme des NH₄ ⁺-Kations für NR¹R²R³R⁴⁺), wobei vorzugsweise ein einziger Substituent Wasserstoff darstellt, oder Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellen, z. B. Alkylgruppen, gesättigte oder ungesättigte Gruppen, Zykloalkyle oder Aromaten, Aryle oder Aralkyle, die gegebenenfalls substituiert sind.
Die quarternären Ammonium- und oder Phosphoniumkationen können auch von stickstoff- und/oder phosphorhaltigem Heterozyklen abgeleitet sein, der 1, 2 oder 3 Stickstoff- und/oder Phosphoratome umfasst, in denen die Zyklen aus 4 bis 10, vorzugsweise 5 bis 6 Kohlenstoffatomen bestehen.
Die quarternären Ammonium- und oder Phosphoniumkationen können auch einer der allgemeinen Formeln entsprechen: R¹R²⁺N=CR³-R⁵-R³C=N⁺R¹R² und R¹R²⁺P=CR³-R⁵-R³C=P⁺R¹R² in denen R¹, R² und R³ identisch oder verschieden wie oben definiert sind und R⁵ einen Alkylen- oder Phenylenrest darstellt.
Unter den Gruppen R¹, R², R³ und R⁴ wird man die Methyl-, Ethyl-, Butyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, sekundäre Butyl-, tertiäre Butyl-, Amyl-, Phenyl- oder Benzylreste nennen; R⁵ wird eine Methylen-, Ethylen-, Propylen- oder Phenylengruppe sein können.
Die quarternären Ammonium- und oder Phosphoniumkationen Q⁺ werden vorzugsweise gewählt aus der Gruppe, die gebildet wird durch N-Butylpyridinium, N-Ethylpyridinium, Pyridinium, 1-Methyl-3-Ethylimidazolium, 1-Methyl-3-Butylimidazolium, 1-Hexyl-3-Methylimidazolium, Diethylpyrazolium, N-Butyl-N-Methylpyrrolidinium, Trimethylphenylammonium, Tetrabutylphosphonium und Tributyl-(Tetradecyl)-Phosphonium.
Als Beispiele von gemäß der Erfindung verwendbaren Salzen kann man Hexafluorphosphat, von N-Butylpyridinium, Tetrafluorborat von N-Ethylpyridinium, Pyridiniumfluorosulfonat, Tetrafluorborat von 1-Methyl-3-Butylimidazolium, Hexafluorantimonat von 1-Methyl-3-Butylimidazolium, Hexafluorphosphat von 1-Methyl-3-Butylimidazolium, Trifluoracetat von 1-Methyl-3-Butylimidazolium, Trifluormethylsulfonat von 1-Methyl-3-Butylimidazolium, Hexafluorphosphat von Trimethylphenylamonium, Trifluoracetat von 1-Hexyl-3-Methylimidazolium, Bis[(Trifluormethan)-Sulfonyl]-Amidin von 1-Methyl-3-Butylimidazolium nennen. Diese Salze können allein oder im Gemisch verwendet werden.
Die gemäß der Erfindung verwendbaren Übergangsmetallverbindungen sind in allgemeiner Weise alle Verbindungen der Übergangsmetalle der Gruppen 8, 9 und 10 und insbesondere jene, die dem Fachmann zum Hydroformylieren der Olefine bekannt sind. Sie können zu einem organischen Liganden komplexiert oder zugeordnet sein. Sie können allein oder im Gemisch verwendet werden. Sie können auch in Form von Salzen eingesetzt werden, die vollständig anorganisch sein können, z. B. aber nicht in bevorzugter Weise in Form von Halogeniden. Es handelt sich unter anderem um die Verbindungen von Kobalt, Rhodium, Iridium, Ruthenium, Palladium und Platin.
Man kann vorteilhaft planen, allen diesen Verbindungen organische Liganden zuzuordnen. Diese organischen Liganden können Liganden sein, die ein Phosphoratom (phosphorhaltige Liganden), Arsenatom (z. B. Arsine) oder Antimonatom (z. B. Stibine) tragen. Dies können auch stickstoffhaltige Liganden sein.
Der stickstoffhaltige Ligand wird aus der Gruppe gewählt, die gebildet wird durch die Monoamine, die Di-, Tri- und Polyamine, die Imine, die Diimine, die Pyridine, die Bipyridine, die Imidazole, die Pyrrole und die Pyrazole.
Man kann als nicht begrenzende Beispiele nennen Triethylamin, Ethylendiamin, Tetramethyl-Ethylendiamin, Diethylentriamin, Diazabicyclooctan, 1,4,7-Trimethyl-1,4,7-Triazacyclononan, N,N'-Dimethyl-1,2-Ethandümin, N,N'-di-t-Butyl-1,2-Ethandiimin, N,N'-di-t-butyl-2,3-Butandiimin, N,N'-Diphenyl-1,2-ethandiimin, N,N'-bis-(2,6-Dimethylphenyl)-1,2-Ethandiimin, N,N'-bis-(2,6-Diisopropylphenyl)-1,2- Ethandiimin, N,N'-bis-(2,6-di-t-Butylphenyl)-1,2-Ethandiimin, N,N'-Diphenyl-2,3-Butandiimin, N,N'-bis-(2,6-Dimethylphenyl)-2,3-Butandiimin, N,N'-bis-(2,6-Diisopropylphenyl)-2,3-Butandiimin, N,N'-bis-(2,6-di-t-Butylphenyl)-2,3-Butandiimin, Pyridin, Picolin, Picoline, t-Butylpyridin, Bipyridin, di-t-Butyl-Bipyridin, Imidazol, N-Methylimidazol, N-Butylimidazol, Benzimidazol, Pyrrol, N-Methylpyrrol und 2,6-Dimethylpyrrol.
Der stickstoffhaltige Ligand kann auch andere organische Funktionen umfassen, wie zum Beispiel die Alkohol-, Aldehyd-, Keton-, Säure-, Ester- oder Nitrilfunktionen. Man kann als nicht begrenzende Beispiele die Picolinsäuren und -ester, die 2,6-Dialkoxypyridine, die Salicylaldimine, die 2,6-bis-N-Aryliminopyridine, die 1-Dialkyl- und 1-Diaryl-Phosphino-2-(4-Pyridyl)-Ethane, die 2-(4-Pyridyl)-Alkylacetate, die Alkyl-2-(2-Pyridyl)-Acetate, bis-3-(4-Pyridyl)-Propanoate von Ethylenglykol, 2-(2-Pyridyl)-Ethanol, 3-(2-Pyridyl)-Propanol und 3-(2-Pyridyl)-Propylactate nennen.
Der phosphorhaltige Ligand wird gewählt in der Gruppe, die gebildet wird durch die tertiären Phosphine, die Polyphosphine, die Phosphinoxide, die Phosphite, die Chelate Phosphin-Phosphit oder Phosphinoxid von Phosphin oder Phosphinoxid-Phosphit. Man kann als nicht begrenzende Beispiele die folgenden Liganden nennen: Triphenylphosphin, Triphenylphosphit und Triphenylphosphinoxid.
Diese Liganden können außerdem auf dem Heteroatom und/oder der Kohlenwaserstoffkette wenigstens eine andere Funktion wie Amin, Ammonium, Alkohol, Carboxylsäure, Sulfonat, Phosphonat, Ether, Phosphonium, Sulfonium tragen. Man kann als nicht begrenzende Beispiele die folgenden Liganden nennen: der Ligand 1-(4-pyridyl)-2-(Dicyclopentylmethylphosphonium)-Ethan, Tetrafluorborat (1), der Ligand 1-(N-Imidazolyl)-2-(Dicyclopentyl-Methylphosphonium)-Ethantetrafluorborat (2), der Ligand 1-(Diphenylphosphino)-2-(4-N-Methylpyridinium)-Ethanhexafluorphosphat (3), der Ligand 1-(Dicyclopentylphosphino)-2-(3-Methyl-1-Imidazolium)-Ethanhexafluorphosphat (4)
R = Me, X = BF₄, Y = PF₆
Der Ligand N-(3-Diphenylphosphinophethyl)-N'-Dimethylguanidiniumtetrafluorborat (5), der Ligand Tris-(Phenyl-3-Sulfonat von Tetrabutylammonium)-Phosphin (Triphenylphosphintrisulfonat von Tetrabutylammonium (6), der Ligand Tris-(Phenyl-3-Sulfonat von Natrium)-Phosphin (oder Triphenylphosphintrisulfonat von Natrium oder TPPTS) (7), der Ligand Triphenylphosphinmonosulfonat von Natrium (oder TPPMS), der Ligand (3,5-di-t-Butyl-Catecholato)-(Phenoxy-4-Sulfonat von Tetrabutylammonium)-Phosphit (8)
Die katalytische Zusammensetzung wird erhalten durch Mischen in irgendeiner Weise von einem flüssigen Salz mit der Verbindung des Übergangsmetalls und ggf. dem Ligand.
Die in die Zusammensetzung gemäß der Erfindung eintretenden Bestandteile können in irgendeiner Reihenfolge, bei einer Temperatur zwischen –20°C und 200°C und vorzugsweise zwischen 0°C und 140°C und vorteilhaft zwischen 20°C und 90°C vermischt werden.
Der Komplex kann in situ durch Mischen des Vorläufers des Übergangsmetalls und des Liganden direkt in dem Hydroformylierungsreaktor hergestellt werden.
Die Konzentration der Übergangsmetallverbindung in dem flüssigen ionischen Lösungsmittel ist nicht kritisch. Sie liegt vorteilhaft zwischen 0,1 mmol pro Liter flüssigem ionischem Lösungsmittel und 5 mol pro Liter, vorzugsweise zwischen 1 mmol und 1 mol pro Liter und auch zwischen 10 und 500 mmol pro Liter. Das Molverhältnis zwischen dem Ligand und der Übergangsmetallverbindung liegt zwischen 0,1 und 500, vorzugsweise zwischen 1 und 100.
Das Verhältnis der Partialdrucke von Wasserstoff zu Kohlenmonoxid, das in dem Reaktionsmedium zur Hydroformylierung verwendet wird, kann von 10 : 1 bis 1 : 10, vorzugsweise in einem Verhältnis 1 : 1 sein, aber jedes andere Verhältnis kann gemäß der Ausführung des Verfahrens verwendet werden.
Die Temperatur, bei der sich die Hydroformylierung abspielen wird, wird zwischen 30°C und 200°C sein; vorteilhaft ist sie unter 150°C, vorzugsweise zwischen 50°C und weniger als 150°C. Der Druck kann zwischen 1 MPa und 20 MPa, vorzugsweise zwischen 2 MPa und 15 MPa liegen.
Vorteilhaft werden die Temperatur und/oder der Druck bei der Zugabe des Lösungsmittels derart gewählt, dass sie kleiner oder gleich jenen der Reaktionszone verwendeten sind. Die Erfindung wird in einer Anlage ausgeführt, welche umfasst:

– wenigstens einen Reaktor A1;
– wenigstens einen Mischer A2 zum Mischen des Abstroms des Reaktors A1 mit wenigstens einem organischen Lösungsmittel;
– und wenigstens einem Dekantierer B2 zum Dekantieren der polaren Phase, die wenigstens die ionische Flüssigkeit enthält, die wenigstens den Katalysator enthält, der zum Reaktor A1 rezykliert wird;

– wenigstens eine Leitung 1 zum Einführen der zu hydroformylierenden Beschickung und des Gemischs Kohlenmonoxid/Wasserstoff;
– wenigstens eine Leitung 5 zur Einführung des Abstroms des Reaktors in den Mischer A2;
– wenigstens eine Leitung 9 zur Einführung des organischen Lösungsmittels in den Mischer A2;
– wenigstens eine Leitung 6, um das Gemisch des Abstroms und des organischen Lösungsmittels, das in dem Mischer A2 enthalten ist zum Dekantierer B2 zu schicken; und
– wenigstens eine Leitung 7, die es ermöglicht, in den Reaktor A1 die polare Phase zurückzuschicken, die wenigstens die ionische Flüssigkeit und den in B2 getrennten Katalysator enthält; und
– wenigstens eine Leitung 8, die es ermöglicht, vom Dekantieren B2 die Rohprodukte der Reaktion abzuziehen.

In dem Fall, wo das verwendete organische Lösungsmittel einen Siedepunkt über jenem der zu hydroformylierenden olefinisch ungesättigten Verbindung hat umfasst die Anlage der Erfindung außerdem:

– in dem Trennabschnitt 3 wenigstens eine Kolonne A3 zur Trennung der Rohprodukte der Reaktion und der zu hydroformylierenden olefinisch ungesättigten Verbindung, die nicht reagiert hat und wenigstens eine Kolonne B3, die es ermöglicht, das organische Lösungsmittel von den Endprodukten der Reaktion zu trennen;

– wenigstens eine Leitung 4, um die zu hyroformylierende olefinisch ungesättigte Verbindung, die nicht reagiert hat und in der Kolonne A3 getrennt ist, zum Reaktor A1 zu rezyklieren;
– wenigstens eine Leitung 10, die es ermöglicht, die am Fuß der Kolonne A3 austretenden Produkte in die Kolonne B3 zu schicken; und
– wenigstens eine Leitung 11, die es ermöglicht, die Endprodukte der Reaktion zu gewinnen.

In dem Fall, wo das verwendete organische Lösungsmittel einen Siedepunkt unterhalb von jenem der zu hydroformylierenden olefinisch ungesättigten Verbindung hat, umfasst die Anlage der Erfindung außerdem:

– in dem Trennabschnitt 3 wenigstens eine Kolonne B3, die es ermöglicht, das organische Lösungsmittel von den Reaktionsrohprodukten zu trennen und wenigstens eine Kolonne A3 zur Trennung der Endprodukte der Reaktion und der zu hydroformylierenden olefinisch ungesättigten Verbindung, die nicht reagiert hat;

– wenigstens eine Leitung 4, um die zu hydroformylierende olefinisch ungesättigte Verbindung, die nicht reagiert hat und in der Kolonne A3 getrennt ist, zum Reaktor A1 zu rezyklieren;
– wenigstens eine Leitung 10, die es ermöglicht, die am Fuß der Kolonne B3 austretenden Produkte in die Kolonne A3 zu schicken; und
– wenigstens eine Leitung 11, die es ermöglicht, die Endprodukte der Reaktion zu gewinnen.

In dem Fall, wo das verwendete organische Lösungsmittel aus der zu hydroformylierenden olefinisch ungesättigten Verbindung selbst besteht, umfasst die Anlage außerdem:

– in dem Trennabschnitt 3 eine Kolonne A3, die es ermöglicht, die zu hydroformylierende olefinisch ungesättigte Verbindung, die nicht reagiert hat, und die Endprodukte der Reaktion zu trennen;

– austretend aus dieser Kolonne A3 eine Leitung, um die zu hydroformylierende olefinisch ungesättigte Verbindung, die nicht reagiert hat, abzuziehen, wobei sich diese Leitung in zwei Leitungen unterteilt, die Leitung 9, um wenigstens eine Fraktion der olefinisch ungesättigten Verbindung in dem Mischer A2 als organisches Lösungsmittel zu schicken, und eine Leitung 4, um eine Fraktion dieser olefinisch ungesättigten Verbindung zum Eingang des Reaktors A1 zu schicken; und
– wenigstens eine Leitung 11, die es ermöglicht, die Endprodukte der Reaktion zu gewinnen.

Man wird das Verfahren und die Anlage der Erfindung besser, ausgehend von der Beschreibung, verstehen, die nachfolgend in Verbindung mit den 1 und 2 gemacht wird.
Die 1 veranschaulicht eine Ausführungsform einer Anlage mit 3 Abschnitten, in der das gewählte organische Lösungsmittel einen höheren Siedepunkt hat als die zu hydroformylierende Verbindung. Gemäß einer anderen Option kann das organische Lösungsmittel auch einen Siedepunkt unter jenem der Reagenzien und der Produkte haben.
Gemäß der 1 wird die Reaktion in einem Reaktor A1 in Gegenwart der zu hydroformylierenden Beschickung durchgeführt, die durch die Leitung 1 eingeführt werden kann, von der (oder den) Übergangsmetallverbindung(en), dem organischen Liganden (der optional im Gemisch mit der oder den Übergangsmetallverbindungen eingeführt werden kann), Kohlenmonoxid und Wasserstoff, die durch die Leitung 1 eingeführt werden können, und in Gegenwart von wenigstens einer ionischen Flüssigkeit, die in flüssiger Phase im homogenen oder biphasischen Milieu bzw. Medium eingesetzt wird. Die ionische Flüssigkeit kann in den Reaktor am Anfang der Reaktion eingeführt werden. Optional kann frische ionische Flüssigkeit in den Reaktor A1 im Laufe der Reaktion eingespritzt werden und verbrauchte ionische Flüssigkeit von A1 abgezogen werden.
Die Reaktionswärme wird durch Techniken entfernt, die dem Fachmann bekannt sind und nicht in der 1 dargestellt sind.
Am Ausgang des Reaktionsabschnittes wird der Abstrom des Reaktors durch die Leitung 5 in wenigstens einen Mischer A2 geschickt, in dem durch die Leitung 9 ein organisches Lösungsmittel eingespritzt wird, das die Entmischung der Reaktionsprodukte verbessert. Der Abstrom wird anschließend vom Mischer A2 abgezogen und in einen Dekantierer B2 durch die Leitung 6 geschickt. In diesem Dekantieren B2 wird die polare Phase, die wenigstens die ionische Flüssigkeit enthält, und der Katalysator von dem Gemisch der Produkte getrennt und organisches Lösungsmittel wird zum Reaktor A1 durch die Leitung 7 zurückgeschickt. Die so zum Reaktor zurückgeschickte polare Phase kann optional eine Fraktion des organischen Lösungsmittel enthalten.
Die Reaktionsprodukte im Gemisch mit dem organischen Lösungsmittel werden in eine erste Destillationskolonne A3 durch die Leitung 8 geschickt. In der Kolonne A3 trennt man am Kopf die zu hydroformylierende olefinisch ungesättigte Verbindung, die nicht reagiert hat; sie wird zum Reaktor A1 durch die Leitung 4 rezyckliert. Die Produkte und das Lösungsmittel werden in eine Kolonne B3 durch die Leitung 10 geschickt. In dieser Kolonne B3 und in einer Ausführungsform wird das organische Lösungsmittel am Kopf der Kolonne in der Option getrennt, wo es leichter ist als die Produkte und in den Mischer A2 durch die Leitung 9 geschickt. Am Fuß der Kolonne B3 werden die Produkte durch die Leitung 11 gewonnen. Sie können dann, wenn notwendig, in eine spätere Fraktionierungszone geschickt werden.
Die Kolonne A3 wird vor der Kolonne B3 installiert oder umgekehrt, je nachdem, ob der Siedepunkt des organischen Lösungsmittels höher oder niedriger als jener der zu hydroformylierenden Verbindung ist.
Die 2 veranschaulicht die bevorzugte Variante des Verfahrens der Erfindung, gemäß dem das organische Lösungsmittel aus der zu hydroformylierenden olefinisch ungesättigten Verbindung besteht. Diese Option weist den Vorteil auf, eine Destillationskolonne weniger in dem Abschnitt 3 einzusetzen.
Gemäß der 2 wird die Reaktion in dem Reaktor A1 in Gegenwart der zu hydroformylierenden Beschickung durchgeführt, die durch die Leitung 1 eingeführt werden kann, der oder den Übergangsmetallverbindung(en), dem organischen Ligand (der im Gemisch mit der oder den Übergangsmetallverbindungen eingeführt werden kann), Kohlenmonoxid und Wasserstoff, die durch die Leitung 1 eingeführt werden können, und in Gegenwart von wenigstens einer ionischen Flüssigkeit, die in flüssiger Phase eingesetzt wird, im homogenen oder biphasischen Milieu bzw. Medium. Die ionische Flüssigkeit kann in den Reaktor am Anfang der Reaktion eingeführt werden. Die frische ionische Flüssigkeit kann ggf. in den Reaktor A1 im Laufe der Reaktion eingeführt werden und verbrauchte ionische Flüssigkeit wird vom Reaktor A1 abgezogen.
Die Reaktionswärme wird durch Techniken abgeführt, die dem Fachmann bekannt sind und die nicht in der 2 dargestellt sind.
Am Ausgang des Reaktionsabschnittes wird der Abstrom vom Reaktor durch die Leitung 5 in wenigstens einen Mischer A2 geschickt, in dem durch die Leitung 9 organisches Lösungsmittel eingespritzt wird, das die Entmischung der Reaktionsprodukte verbessert. Vorteilhaft ist in der durch die 2 beschriebenen Option dieses organische Lösungsmittel durch das oder die Reagenzien gebildet.
Der Abstrom wird anschließend vom Mischer A2 abgezogen und in einen Dekantieren B2 durch die Leitung 6 geschickt. In diesem Dekantieren B2 wird die polare Phase, die wenigstens die ionische Flüssigkeit und den Katalysator enthält, von dem Gemisch der Produkte getrennt und organisches Lösungsmittel wird zum Reaktor A1 durch die Leitung 7 geschickt.
Die Produkte der Reaktion und das Lösungsmittel werden durch die Leitung 8 in die Destillationskolonne A3 geschickt. In einer Ausführungsoption werden die Reagenzien am Kolonnenkopf getrennt und durch die Leitung 9 in den Mischer A2 geschickt. Am Kolonnenfuß A3 werden die Produkte durch die Leitung 11 gewonnen. Sie können dann, wenn notwendig, in eine spätere Fraktionierungszone geschickt werden.
In der durch die 2 veranschaulichten Option wird der Rezirkulierungsdurchsatz der zu hydroformylierenden Verbindung (Leitung 9) derart eingestellt, dass der größere Teil der Produkte sich im Dekantieren B2 entmischt.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung ohne deren Tragweite zu begrenzen.
BEISPIEL 1
Die Hydroformylierungsreaktion von 1-Hexen wird in einem Autoklaven aus nicht oxidierbaren Stahl mit einem Inhalt von 100 ml, ausgerüstet mit einem Doppelmantel, der die Temperaturregulierung durch Zirkulierung eines Wärmeübertragungsfluids ermöglicht, durchgeführt. In diesem Autoklaven, der vorher von Luft und Feuchtigkeit befreit wird und unter Atmosphärendruck des Gemischs Wasserstoff-Kohlenmonoxid (1/1-molar) gesetzt ist, führt man 0,0193 g Acetylacetonat von Rhodiumdicarbonyl (d. h. 0,075 mmol Rhodium), 4 Moläquivalente von Triphenylphosphin-Natriumtrisulfonat, 4 ml von flüssigem ionischen Trifluoracetat von 1-Methyl-3-Butylimidazolium und 7,5 ml 1-Hexen ein. Man bringt den Druck des Wasserstoff-Kohlenmonoxidgemischs (1/1-molar) auf 2 MPa und die Temperatur auf 80°C und man setzt das Rühren ein. Nach 1 Stunde hält man das Rühren an und lässt das Reaktionsgemisch Abkühlen und dann lässt man den Druck ab. Der Abstrom des Reaktors wird abgezogen. Die Mehrheit der organischen Phase ist in der ionischen Flüssigkeit mischbar. Man gibt 8 ml Heptan zu, die eine Entmischung der Produkte mit sich ziehen.
Die Analyse der organischen Phase wird durch Gasphasenchromatographie durchgeführt. Die Unwandlung des Hexens ist 97%. Die Selektivität an Aldehyden ist 98% und das Verhältnis n/i (n-Heptanal/Isoheptanale) 3,1. Die Rotationsfrequenz wird für 25% Umwandlung berechnet. Sie ist gleich 33 mol gebildeter Aldehyde pro Mol Rhodium und pro Stunde.
BEISPIEL 2
Die Hydroformylierungsreaktion von 1-Hexen wird in der gleichen Anlage und gemäß der gleichen Arbeitsweise durchgeführt wie in Beispiel 1 beschrieben mit der Ausnahme, dass man die Natur des Kations wechselt, das die ionische Flüssigkeit bildet.
In diesem Autoklaven, der vorher von Luft und Feuchtigkeit befreit wird und unter Atmosphärendruck des Gemischs Wasserstoff-Kohlenmonoxid (1/1-molar) gesetzt ist, führt man 0,0193 g Acetylacetonat von Rhodiumdicarbonyl (d. h. 0,075 mmol Rhodium), 4 Moläquivalente von Triphenylphosphin-Natriumtrisulfonat, 4 ml von flüssigem ionischen Trifluoracetat von 1-Hexyl-3-Methylimidazolium und 7,5 ml 1-Hexen ein. Man bringt den Druck des Wasserstoff-Kohlenmonoxidgemischs (1/1-molar) auf 2 MPa und die Temperatur auf 80°C und man setzt das Rühren ein. Nach 1 Stunde hält man das Rühren an und lässt das Reaktionsgemisch Abkühlen und dann lässt man den Druck ab. Der Abstrom des Reaktors wird abgezogen. Der Abstrom des Reaktors besteht aus einer einzigen flüssigen Phase. Man gibt 8 ml Heptan zu, die eine Entmischung der Produkte mit sich ziehen.
Die Analyse der organischen Phase wird durch Gasphasenchromatographie durchgeführt. Die Unwandlung des Hexens ist vollständig. Die Selektivität an Aldehyden ist 99% und das Verhältnis n/i (n-Heptanat/Isoheptanale) ist 2,9. Die Rotationsfrequenz wird für 25% Umwandlung berechnet. Sie ist gleich 60 mol gebildeter Aldehyde pro Mol Rhodium und pro Stunde.
Die Anfangsgeschwindigkeit der Reaktion ist daher beträchtlich durch den Einsatz einer ionischen Flüssigkeit verbessert, die eine größere Affinität für die Aldehyde aufweist.
BEISPIEL 3 (Gewinnung des Rhodiums in der ionischen Flüssigkeit)
Die Hydroformylierungsreaktion von 1-Hexen wird wie in den Beispielen 1 und 2 durchgeführt. In den Autoklaven, der vorher von Luft und Feuchtigkeit befreit wird und unter Atmosphärendruck des Gemischs Wasserstoff-Kohlenmonoxid (1/1-molar) gesetzt ist, führt man 0,0193 g Acetylacetonat von Rhodiumdicarbonyl (d. h. 0,075 mmol Rhodium), 4 Moläquivalente von Triphenylphosphin-Natriumtrisulfonat, 4 ml Bis[(Trifluormethan)Sulfonyl]Amid von 1-Methyl-3-Butylimidazolium und 7,5 ml 1-Hexen ein. Man bringt den Druck des Wasserstoff-Kohlenmonoxidgemischs (1/1-molar) auf 2 MPa und die Temperatur auf 80°C und man setzt das Rühren ein. Nach 1 Stunde hält man das Rühren an und lässt das Reaktionsgemisch Abkühlen und dann lässt man den Druck ab. Nach Abziehen aus dem Autoklaven heraus ist das Reaktionsgemisch aus einer einzigen flüssigen Phase zusammengesetzt. Man gibt 8 ml Heptan zu, die eine Entmischung der Produkte in einer zweiten Phase herbeiführen. Die Umwandlung von 1-Hexen ist 99 Gew.-%. Die Selektivität für die C7-Aldeyhde ist 93% und das Verhältnis n/iso (n-Heptanal/Isoheptanale) ist gleich 3,5. Die Analyse der oberen organischen Phase zeigt, dass sie weniger als 5 ppm Rhodiummetall (ppm: Teilchen pro Millionen in Gewicht) enthält, was wenigstens 0,2 Gew.-% des eingesetzten Metalls entspricht.
Die erhaltene obere organische Phase, die Heptan und die Reaktionsprodukte enthält, wird derart destilliert, dass Heptan getrennt wird.
Die untere ionische Phase wird in den vorher von Luft und Feuchtigkeit befreiten und unter Atmosphärendruck des Gemischs Wasserstoff-Kohlenmonoxid (1/1-molar) gesetzten Autoklaven wieder eingespritzt. Man gibt dann 7,5 ml 1-Hexen zu. Man bringt den Druck des Wasserstoff-Kohlenmonoxidgemischs (1/1-molar) auf 2 MPa und die Temperatur auf 80°C und man setzt das Rühren ein. Nach 1 Stunde hält man das Rühren an und lässt das Reaktionsgemisch Abkühlen und dann lässt man den Druck ab. Nach Abziehen aus dem Autoklaven heraus ist das Reaktionsgemisch aus einer einzigen flüssigen Phase zusammengesetzt. Man gibt dann das durch Destillation des ersten Durchlaufs (bzw. Batches) von Beispiel 3 gewonnene Heptan zu, das eine Entmischung der Produkte in einer zweiten Phase herbeiführt. Die Umwandlung von 1-Hexen ist 98 Gew.-%. Die Selektivität für die C7-Aldeyhde ist 93% und das Verhältnis n/iso (n-Heptanal/lsoheptanale) ist gleich 3,5.
BEISPIEL 4
Die Hydroformylierungsreaktion wird wie in Beispiel 1 durchgeführt. In den Autoklaven, der vorher von Luft und Feuchtigkeit befreit wird und unter Atmosphärendruck des Gemischs Wasserstoff-Kohlenmonoxid (1/1-molar) gesetzt ist, führt man 0,0193 g Acetylacetonat von Rhodiumdicarbonyl (d. h. 0,075 mmol Rhodium), 4 Moläquivalente von Triphenylphosphin-Natriumtrisulfonat, 4 ml Bis[(Trifluormethan)Sulfonyl]Amid von 1-Methyl-3-Butylimidazolium und 7,5 ml 1-Hexen ein. Man bringt den Druck des Wasserstoff-Kohlenmonoxidgemischs (1/1-molar) auf 2 MPa und die Temperatur auf 80°C und man setzt das Rühren ein. Nach 1 Stunde hält man das Rühren an und lässt das Reaktionsgemisch Abkühlen und dann lässt man den Druck ab. Nach Abziehen aus dem Autoklaven heraus ist das Reaktionsgemisch aus einer einzigen flüssigen Phase zusammengesetzt. Man gibt dann 8 ml 1-Hexen zu, die in gleicher Weise wie in Beispiel 3 mit Heptan beschrieben eine Entmischung der Produkte in einer zweiten Phase herbeiführen. Die Umwandlung von 1-Hexen, berechnet im Verhältnis zu 7,5 ml 1-Hexen, das am Anfang der Reaktion eingeführt ist, ist 99 Gew.-%. Die Selektivität für die C7-Aldeyhde ist 93% und das Verhältnis n/iso (n-Heptanal/Isoheptanale) ist gleich 3,5. Die Analyse der oberen organischen Phase zeigt, dass sie weniger als 5 ppm Rhodiummetall (ppm: Teilchen pro Millionen in Gewicht) enthält, was wenigstens 0,2 Gew.-% des eingesetzten Metalls entspricht.

Claims

Verfahren zur Hydroformylierung in flüssiger Phase von wenigstens einer olefinisch ungesättigten Verbindung, in dem man in einem Reaktionsabschnitt wenigstens eine olefinisch ungesättigte Verbindung mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff in Gegenwart wenigstens einer polaren Phase reagieren lässt, die enthält: – eine nicht wässrige ionische Flüssigkeit, die bei der Reaktionstemperatur flüssig ist und wenigstens teilweise mit den Reaktionsprodukten mischbar ist, wobei die ionische Flüssigkeit wenigstens ein Salz mit einer allgemeinen Formel Q⁺A^– umfasst, in der Q⁺ ein quarternäres Ammonium und/oder ein quarternäres Phosphonium darstellt und A^– ein Anion darstellt; – und wenigstens einen Katalysator, der wenigstens eine Verbindung oder einen Komplex eines Übergangsmetalls der Gruppen 8, 9 und 10 des Periodensystems, gegebenenfalls koordiniert durch wenigstens einen Liganden umfasst, der wenigstens ein Phosphor-, Arsen-, Antimon- oder Stickstoffatom enthält, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man nach dem Reaktionsabschnitt dem Medium wenigstens ein organisches Lösungsmittel derart zugibt, dass die Trennung durch Entmischung der Rohprodukte der Reaktion von der polaren Phase verbessert wird, welche zum Reaktionsabschnitt rezykliert wird, um wiederverwendet zu werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens die drei folgenden Abschnitte aufweist: a) wenigstens einen Abschnitt 1, in dem man die Hydroformylierungsreaktion durchführt, b) wenigstens einen Abschnitt 2, in dem man durchführt: – das Mischen des Abstroms des Reaktionsabschnitts mit wenigstens einem organischen Lösungsmittel, das dazu vorgesehen ist, die Gewinnung der Produkte zu verbessern; – die Trennung der Produkte der Reaktion und der polaren Phase, die die ionische Flüssigkeit und den Katalysator enthält; – und das Dekantieren der polaren Phase die die ionische Flüssigkeit und den Katalysator enthält; c) wenigstens einen Abschnitt 3, in dem man durch Destillation die Reaktionsprodukte, das organische Lösungsmittel, das in die Mischzone des Abschnitts 2 rezykliert wird, und die zu hydroformylierende olefinisch ungesättigte Verbindung, die nicht reagiert hat trennt, welche zum Abschnitt 1 rezykliert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete organische Lösungsmittel einen Siedepunkt über jenem der zu hydroformylierenden olefinisch ungesättigten Verbindung hat, man zuerst die Trennung der Rohprodukte der Reaktion und der zu hydroformylierenden olefinisch ungesättigten Verbindung durchführt und dann die Trennung der Endprodukte der Reaktion und des organischen Lösungsmittels.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete organische Lösungsmittel einen Siedepunkt unter jenem der zu hydroformylierenden olefinisch ungesättigten Verbindung hat, man zuerst die Trennung der Rohprodukte der Reaktion und des organischen Lösungsmittels durchführt und dann die Trennung der Endprodukte der Reaktion von der zu hydroformylierenden olefinisch ungesättigten Verbindung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zu hydroformylierende olefinisch ungesättigte Verbindung gewählt wird aus der Gruppe, die gebildet wird durch die Monoolefine, die Diolefine, die konjugierten Diolefine, die olefinischen Verbindungen, die eines oder mehrere Heteroatome aufweisen, insbesondere in den ungesättigten Gruppen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösungsmittel gewählt wird unter den gesättigten oder ungesättigten aliphatischen, zyklischen oder azyklischen, aromatischen oder substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösungsmittel die zu hydroformylierende olefinisch ungesättigte Verbindung selbst ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Salz mit einer allgemeinen Formel Q⁺A^– das Anion A^– derart gewählt wird, dass das Salz Q⁺A^– unter 90°C flüssig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anion A^– gewählt wird aus der Gruppe die gebildet wird durch die Ionen Nitrat, Sulfat, Phosphat, Acetat, Halogenacetate, Tetrafluorborat, Tetraalkylborate, Tetraarylborate, Tetrachlorborat, Hexafluorphosphat, Hexafluorantimonat, Fluorsulfonat, Perfluoralkylsulfonate, Arensulfonate, durch Halogen- oder Halogenalkylgruppen substituierte Arensulfonate und Bis-Perfluoralkylsulfonylamide.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das quarternäre Ammonium- und oder Phosphoniumkation einer der allgemeinen Formeln: NR¹R²R³R⁴⁺ und PR¹R²R³R⁴⁺ entspricht oder einer der allgemeinen Formeln: R¹R²N=CR³R⁴⁺ und R¹R²P=CR³R⁴, in denen R¹, R², R³ und R⁴⁺ identisch oder verschieden jeder Wasserstoff, mit Ausnahme des NH₄ ⁺-Kations für NR¹R²R³R⁴⁺, wobei vorzugsweise ein einziger Substituent Wasserstoff darstellt, oder Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das quarternäre Ammonium- und oder Phosphoniumkation von einem stickstoff- und/oder phosphorhaltigem Heterozyklus abgeleitet ist, der 1, 2 oder 3 Stickstoff- und/oder Phosphoratome umfasst, in dem die Zyklen aus 4 bis 10 Kohlenstoffatomen bestehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das quarternäre Ammonium- und oder Phosphoniumkation einer der allgemeinen Formeln: R¹R²⁺N=CR³-R⁵-R³C=N⁺R¹R² und R¹R²⁺P=CR³-R⁵-R³C=P⁺R¹R² entspricht, in denen R¹, R² und R³ identisch oder verschieden wie nach Anspruch 4 definiert sind und R⁵ einen Alkylen- oder Phenylenrest darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das quarternäre Ammonium- und oder Phosphoniumkation gewählt wird aus der Gruppe, die gebildet wird durch N-Butylpyridinium, N-Ethylpyridinium, Pyridinium, 1-Methyl-3-Ethylimidazolium, 1-Methyl-3-Butylimidazolium, 1-Hexyl-3-Methylimidazolium, Diethylpyrazolium, N-Butyl-N-Methylpyrrolidinium, Trimethylphenylammonium, Tetrabutylphosphonium und Tributyl-(Tetradecyl)-Phosphonium.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht wässrige ionische Lösungsmittel wenigstens ein Salz ist, das aus der Gruppe gewählt wird, die gebildet wird durch Hexafluorphosphat, von N-Butylpyridinium, Tetrafluorborat von N-Ethylpyridinium, Pyridinium-Fluorsulfonat, Tetrafluorborat von 1-Methyl-3-Butylimidazolium, Hexafluorantimonat von 1-Methyl-3-Butylimidazolium, Hexafluorphosphat von 1-Methyl-3-Butylimidazolium, Trifluoracetat von 1-Methyl-3-Butylimidazolium, Trifluormethylsulfonat von 1-Methyl-3-Butylimidazolium, Hexafluorphosphat von Trimethylphenylamonium, Trifluoracetat von 1-Hexyl-3-Methylimidazolium, Bis[(Trifluormethan)-Sulfonyl]-Amidin von 1-Methyl-3-Butylimidazolium.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Übergangsmetall Kobalt, Rhodium, Iridium, Ruthenium, Palladium und Platin ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsmetallverbindung ein Komplex eines Übergangsmetalls ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytische Zusammensetzung auch einen Liganden enthält oder einen Liganden, der der Übergangsmetallverbindung zugeordnet ist, wobei der Ligand aus der Gruppe gewählt wird, die gebildet wird durch die Liganden, die wenigstens ein Phosphoratom (phosphorhaltige Liganden), Arsenatom oder Antimonatom oder Stickstoffatom (stickstoffhaltige Liganden) tragen.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Ligand gewählt wird unter den tertiären Phosphinen, den Polyphosphinen, den Oxiden von Phosphinen, den Phosphien, den Chelaten Phosphin-Phosphite, Phosphin-Phosphinoxid und Phosphinoxid-Phosphite, den Arsinen, den Stibinen und den stickstoffhaltigen Liganden.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der phosphorhaltige Ligand wenigstens eine Amin-, Ammonium-, Alkohol-, Carbonsäure-, Sulfonat-, Phosphonat-, Ether-, Phosphonium-, oder Sulfoniumfunktion enthält.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der stickstoffhaltige Ligand aus der Gruppe gewählt wird, die gebildet wird durch die Monoamine, die Di-, Tri- und Polyamine, die Imine, die Diimine, die Pyridine, die Bipyridine, die Imidazole, die Pyrrole und die Pyrazole.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsmetallkonzentration in dem ionischen flüssigen Lösungsmittel zwischen 0,1 mmol pro Liter und 5 mol pro Liter liegt und das Molverhältnis zwischen dem Ligand und der Übergangsmetallverbindung zwischen 0,1 und 500 liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydroformylierungsreaktion mit einem Verhältnis der Partialdrucke von Wasserstoff und Kohlenmonoxid von 10 : 1 bis 1 : 10 bei einer Temperatur zwischen 30°C und 200°C und unter einem Druck zwischen 1 MPa und 20 MPa durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur und/oder der Druck bei der Zugabe des Lösungsmittels derart gewählt werden, das sie kleiner oder gleich jenen sind, die indem Reaktionsabschnitt eingesetzt werden.