DE615073C

DE615073C - Process for the production of aliphatic, saturated, organic oxygen compounds

Info

Publication number: DE615073C
Application number: DEC49237D
Authority: DE
Inventors: Dr Willy O Herrmann
Original assignee: CHEMISCHE FORSCHUNGS GmbH
Current assignee: CHEMISCHE FORSCHUNGS GmbH
Priority date: 1928-01-06
Filing date: 1928-01-06
Publication date: 1935-06-26

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
26. JUNI 1935ISSUED ON
June 26, 1935

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

Vr 615073 KLASSE 12 ο GRUPPE 5Vr 615073 CLASS 12 ο GROUP 5

Chemische Forschungsgesellschaft m. b. H. in München*)Chemical Research Society m. B. H. in Munich *)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Januar 1928 abPatented in the German Empire on January 6, 1928

Es ist bekannt, Acetaldehyd in der Weise herzustellen, daß man Äthylalkoholdampf über erhitzte Katalysatoren leitet. Die geeigneten Temperaturen liegen bei etwa 350°, zum Teil auch höher oder niedriger, und hängen von der Natur des angewandten Katalysators ab. Es wurde nun gefunden, daß man bei Ausführung der gleichen Reaktion in einem oberhalb dieser Temperaturen liegenden Temperaturbereich außer Acetaldehyd technisch wertvolle Kondensationsprodukte, insbesondere Butylalkohol, erhält. Als Katalysatoren, die auch in geeigneten Mischungen verwendet werden können, eignen sich Verbindungen des Mangans, Magnesiums, Zinks, Eisens, Bariums, Strontiums, Calciums, Natriums und Kupfers. Je nach den Arbeitsbedingungen, z. B. den angewandten Kontaktmassen, der Temperatur usw., erhält man aus Äthylalkohol verschiedene Produkte mit höherem Molekulargewicht.It is known to use acetaldehyde in the way produce that one passes ethyl alcohol vapor over heated catalysts. The appropriate ones Temperatures are around 350 °, sometimes higher or lower, and depend on the nature of the catalyst used. It has now been found that when executing the same reaction in a temperature range above these temperatures In addition to acetaldehyde, technically valuable condensation products, in particular butyl alcohol, are obtained. As catalysts that can also be used in suitable mixtures, compounds of the Manganese, Magnesium, Zinc, Iron, Barium, Strontium, Calcium, Sodium and Copper. Depending on the working conditions, e.g. B. the applied contact masses, the temperature etc., various products of higher molecular weight are obtained from ethyl alcohol.

Terentieff (Bulletin de la SocieteTerentieff (Bulletin de la Societe

chimique de France [4] 35, 1145—1152) hat durch thermische Zersetzung von Magnesiumalkoholat Butylalkohol hergestellt. Es handelt sich dabei nicht um eine Katalyse, sondern um eine molekulare Reaktion. Nach dem vorliegenden Verfahren läßt sich Buthylalkohol entgegen den Angaben von Terentieff statt mit Hilfe der molekularen Menge Magnesiumalkoholat unter Verwendung dieses Alkoholate als bloßen Kontaktes darstellen. Dadurch gelangt man von dem unwirtschaftlichen, von Terentieff untersuchten Prozeß zu einem wirtschaftlich brauchbaren Verfahren. Ebenso läßt sich auch die Arbeitsweise von Guerbet (Bulletin de la Societd chimique de France [3] 21, 489) mittels Natriumalkoholats zu einem wirtschaftlichen katalytischen Verfahren ausbilden unter Verwendung dieses Alkoholate als Kontakt.chimique de France [4] 35, 1145-1152) produced by thermal decomposition of magnesium alcoholate butyl alcohol. It deals is not a catalysis, but a molecular reaction. According to the present method can Buthyl alcohol, contrary to the information provided by Terentieff, instead of using the molecular Represent amount of magnesium alcoholate using this alcoholate as a bare contact. This leads from the uneconomical process investigated by Terentieff to an economically viable one Procedure. The working method of Guerbet (Bulletin de la Societd chimique de France [3] 21, 489) using sodium alcoholate to an economic one form catalytic processes using this alcoholate as a contact.

Bisher war es bekannt, daß Äthylalkohol bei der Einwirkung von Katalysatoren in zwei Richtungen zerfallen kann, unter Wasserabspaltung in Äthylen und unter Abspaltung von Wasserstoff in Acetaldehyd. Nach Sabatier (La Catalyse en Chimie organique 1920, S. 275) hängt die Art der eintretenden Spaltung von der Natur der Katalysatoren ab, die hauptsächlich wasserabspaltend oder dehydrierend oder in beiden Richtungen wirken. Die beiden letzten Gruppen von Katalysatoren können nun gleichzeitig, wie man gefunden hat, bei entsprechend höheren Temperaturen den Alkohol zu höhermolekularen Verbindungen kondensieren. Von den durch Sabatier gefundenen Katalysatoren, die unter der Bezeichnung von hauptsächlich dehydrierenden Katalysatoren zusammengefaßt werden können, wirken im Sinne einer Kondensation die oben angeführten Metallverbin-Previously it was known that ethyl alcohol when exposed to catalysts in two Directions can disintegrate, with elimination of water in ethylene and with elimination of Hydrogen in acetaldehyde. According to Sabatier (La Catalyse en Chimie organique 1920, p. 275) depends on the type of cleavage that occurs on the nature of the catalysts, which are mainly dehydrating or dehydrogenating or act in both directions. The last two groups of catalysts can now be found simultaneously as one has, at correspondingly higher temperatures, the alcohol to higher molecular weight compounds condense. Of the catalysts found by Sabatier that summarized under the name of mainly dehydrogenating catalysts the metal compounds listed above act in the sense of a condensation

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dr. Willy 0. Herrmann in München.Dr. Willy 0. Herrmann in Munich.

düngen. Neben den Oxyden und Carbonaten können auch andere Verbindungen, z. B. die Alkoholate, Verwendung finden; die Katalysatoren können auch in geeigneter Mischung angewandt werden. Uranoxyd ist kein geeigneter Katalysator für die beschriebene Kondensationsreaktion.fertilize. In addition to the oxides and carbonates, other compounds, e.g. B. the Alcoholates, find use; the catalysts can also be used in a suitable mixture can be applied. Uranium oxide is not a suitable catalyst for the condensation reaction described.

Zweckmäßig läßt man den Alkohol über einem mit dem betreffenden Katalysator überzogenen Kontakt umlaufen. Die günstigste Reaktionstemperatur liegt oberhalb derjenigen, bei der im wesentlichen nur Aldehydbildung ohne andere Reaktionen stattfindet. Man erhält so neben Aldehyd und Wasserstoff und iS geringen Mengen Äthylen Butanol, Essigester, Aceton und andere Produkte.The alcohol is expediently left over a catalyst coated with the relevant catalyst Contact. The most favorable reaction temperature is above that at which essentially only aldehyde is formed takes place without other reactions. In addition to aldehyde and hydrogen, and iS small amounts of ethylene butanol, ethyl acetate, Acetone and other products.

Die geeigneten Temperaturbedingungen hängen von der Zusammensetzung der angewandten Kontakte und naturgemäß auch von der gewünschten Zusammensetzung des Reaktionsproduktes ab. Dieses verändert sich in seiner Art, Menge und Zusammensetzung wesentlich nach den Reaktionsbedingungen und der Zusammensetzung des angewandten. ²S Kontaktes. Es ist dadurch charakterisiert, daß neben Acetaldehyd in der Hauptsache nicht dessen Aldolkondensationsprodukte, wie Crotonaldehyd und dessen Polymere, auftreten, sondern insbesondere höhere Alkohole, wie Butylalkohol, neben Estern und Acetalen. Der Umsatz und die Ausbeute an Umwandlungsprodukten kann durch Verlängerung der Reaktionsdauer vergrößert werden, zumal ein Nachlassen der Kontaktwirkung nicht eintritt.The suitable temperature conditions depend on the composition of the contacts used and, of course, also on the desired composition of the reaction product. This changes in its type, amount and composition essentially according to the reaction conditions and the composition of the used. ² S contact. It is characterized in that, in addition to acetaldehyde, it is not mainly its aldol condensation products such as crotonaldehyde and its polymers that occur, but in particular higher alcohols such as butyl alcohol, in addition to esters and acetals. The conversion and the yield of conversion products can be increased by lengthening the reaction time, especially since the contact effect does not decrease.

Beispiel ιExample ι

Über 2 1 auf Holzkohle aufgetragener Magnesia wurden bei 420 bis 430⁰ je Stunde 500 bis 600 g Äthylalkoholdampf geleitet; die Verdampfung erfolgte durch Eintropfen in das erhitzte Rohr. In 7 Stunden wurden 106 g über 7 8° siedende Produkte erhalten, darunter 35 g Butanol und 46g Äthylacetat; gleichzeitig wurden 68 g Acetaldehyd gewonnen. Unterhalb 350° bewirkt die dehydrierende Wirkung des Katalysators in der Hauptsache Bildung von Acetalaldehyd.Over 2 liters of magnesia applied to charcoal, 500 to 600 g of ethyl alcohol vapor were passed per hour ^{at 420 to 430 0;} evaporation was carried out by dripping into the heated tube. In 7 hours, 106 g of products boiling over 78 ° were obtained, including 35 g of butanol and 46 g of ethyl acetate; at the same time 68 g of acetaldehyde were obtained. Below 350 ° the dehydrogenating effect of the catalyst mainly causes the formation of acetalaldehyde.

Für technische Zwecke ist es häufig nicht notwendig, das Rohprodukt in seine Komponenten zu zerlegen, sondern es bildet — gegebenenfalls nach Abtreiben der leichter flüchtigen Anteile — direkt ein technisch wertvolles Lösungsmittel. In ähnlicher Weise verläuft die Reaktion unter Verwendung von Zinkoxyd als Katalysator.For technical purposes it is often not necessary to split the raw product into its components to disassemble, but it forms - if necessary after driving off the easier volatile components - directly a technically valuable solvent. In a similar way the reaction proceeds using zinc oxide as a catalyst.

Example 2

Über 250 ecm einer mit Kupferoxyd imprägnierten Holzkohle wurden bei 450 bis 460⁰ je Stunde 120 bis 150 g Äthylalkohol in Dampfform geleitet. In 16 Stunden wurden 88 g über 100° siedender Produkte erhalten, darunter 22 g Butanol, neben 96 g Acetaldehyd. Die für die Acetaldehydbildung günstige Temperatur liegt für Kupfer unterAbout 250 ecm of a charcoal impregnated with copper oxide were passed 120 to 150 g of ethyl alcohol in vapor form ^{at 450 to 460 0 per hour.} 88 g of products boiling over 100 ° were obtained in 16 hours, including 22 g of butanol and 96 g of acetaldehyde. The temperature favorable for acetaldehyde formation is below that for copper

450°. . .450 °. . .

Example 3

Über 200 ecm mit Mangancarbonat imprägnierter Holzkohle wurden bei 450 bis 460° 120 bis 180 g Äthylalkohol'je Stunde im Kreisstrom geleitet. Nach. 4 Stunden hatten sich aus den Abgasen 30 g über 78⁰ siedender Produkte kondensiert, darunter 15g Butanol; daneben wurden 36 g Acetaldehyd erhalten. Bei Manganoxydul liegt die für die Aoetaldehydbildung günstige Temperatur bei 360°.About 200 ecm of charcoal impregnated with manganese carbonate were circulated at 450 to 460 ° from 120 to 180 g of ethyl alcohol per hour. To. Four hours had condensed from the exhaust gases 30 g 78 ⁰ boiling products, including 15g butanol; 36 g of acetaldehyde were also obtained. In the case of manganese oxide, the favorable temperature for the formation of aoetaldehyde is 360 °.

Example 4

Über 200 ecm mit Eisenoxyd imprägnierter Holzkohle wurden bei 420 bis 440⁰ etwa ι oog Äthylalkohol je Stunde in Dampf form geleitet. Es wurden 19,5g über 7 8° siedender Produkte, darunter 6,5 g Butanol, erhalten. Daneben waren 3,9 g Essigester entstanden. Acetaldehyd wurde nicht isoliert; er entsteht mit Eisenoxyd auch bei Temperaturen unter 350⁰ nur in geringen Mengen.About 200 ecm of charcoal impregnated with iron oxide were passed ^{in vapor form at 420 to 440 0} about ι oog ethyl alcohol per hour. 19.5 g of products boiling over 78 °, including 6.5 g of butanol, were obtained. In addition, 3.9 g of ethyl acetate were formed. Acetaldehyde was not isolated; it occurs with iron oxide at temperatures below 350 ⁰ only in small amounts.

Claims

Claim:

Process for the production of aliphatic _go saturated organic oxygen compounds, such as esters, acetals, ■ ketones and alcohols, especially butyl alcohol, from ethyl alcohol with simultaneous formation of acetaldehyde and hydrogen at normal pressure in the presence of catalysts, characterized in that the ethyl alcohol vapor above the for the catalyst used in each case for the formation of acetaldehyde, which is a favorable temperature, passes over catalysts of compounds of manganese, magnesium, zinc, iron, barium, strontium, calcium, sodium and copper.