DE69410954T2

DE69410954T2 - Verfahren zur Herstellung einer Lösung auf der Basis von Iridium, erhaltene Lösung und seine Verwendung als Katalysator

Info

Publication number: DE69410954T2
Application number: DE69410954T
Authority: DE
Inventors: Dominique F-69270 Fontaines Saint Martin Nobel
Original assignee: Acetex Chimie SAS
Current assignee: Acetex Chimie SAS
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1994-12-09
Publication date: 1999-01-14
Anticipated expiration: 2014-12-10
Also published as: EP0657386B1; DE69410954D1; CA2137537A1; FR2713620B1; JPH07206450A; SK152794A3; RU2137543C1; KR100348202B1; EP0657386A1; CN1043568C; CZ311794A3; ES2121169T3; TW272144B; CA2137537C; JP2915309B2; KR950016869A; PL306197A1; RU94043803A; UA40595C2; CN1112458A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung einer Lösung auf Iridiumbasis, die dabei erhaltene Lösung sowie die Verwendung derselben als Katalysator.
Iridium ist ein allgemein bekannter Katalysator und er wird in zahlreichen Reaktions-Typen verwendet. Als Beispiel kann die Verwendung von kationischen Systemen auf Iridiumbasis in Reaktionen zur Carbonylierung von Verbindungen vom Alkohol-, Ether-, Carbonsäurenester-Typ mit dem Ziel, insbesondere Carbonsäuren oder Carbonsäureanhydride herzustellen, genannt werden. Bekannt ist auch die Verwendung von Iridium als Katalysator in Olefin-Hydroformylierungs-Reaktionen zur Herstellung von Aldehyden. Dieser Katalysator-Typ kann sogar zur Herstellung von Essigsäure durch Isomerisierung von Methylformiat oder auch in der Wassergas-Reaktion verwendet werden.
In dem speziellen Fall der Herstellung von Carbonsäuren durch Carbonylierung wird in dem US-Patent 3 772 380 die Verwendung eines katalytischen Systems beschrieben, das in einer Form vorliegt, die in dem Reaktionsmedium löslich oder nicht löslich ist. Dieses katalytische System ist ein solches auf Iridiumbasis, das mit einem Halogen kombiniert (assoziiert) werden kann, und auf Basis eines kovalenten Halogenids, beispielsweise eines Alkylhalogenids. Das Iridium kann in die Reaktionsmischung entweder direkt in Form einer Ha logen enthaltenden Verbindung oder in Form von zwei unter schiedlichen Verbindungen als Vorläufer der Endverbindung, die Iridium und Halogen enthält, eingeführt werden.
Es wurde jedoch festgestellt, daß bei der Durchführung des Verfahrens in industriellem Maßstab zahlreiche Nachteile auftreten, wie in diesem Patent beschrieben, insbesondere im Rahmen einer Katalyse, die in homogener Phase durchgeführt wird. Die in dem genannten Patent erwähnten Verbindungen sind nämlich zum größten Teil industriell nicht verfügbar und ihre Synthese ist sehr kompliziert und kostspielig. Darüber hinaus können diese Verbindungen Fremdstoffe für das System enthalten, so daß die Gefahr besteht, daß das Reaktionsmedium verunreinigt wird oder auch die Durchführung der Reaktion gestört wird.
In diesem Patent ist ferner angegeben, daß es möglich ist, feste Verbindungen zu verwenden und sie direkt mit dem Reaktionsmedium in Kontakt zu bringen. Die industrielle Praxis ist jedoch für eine solche Arbeitsweise nicht geeignet. Dafür ist nämlich eine Reaktionsinitiierungs-Periode erforderlich (mit somit geringerer Produktion), die der Zeit entspricht, die für die Herstellung des löslichen End-Katalysators erforderlich ist. Dies kann auch die Ursache für eine Katalysator-Hemmung oder auch für eine Zunahme der Bildung von Nebenprodukten sein.
Was insbesondere die Iridium und Sauerstoff enthaltenden Verbindungen angeht, so sind in diesem Patent schließlich keine Arbeitsbedingungen angegeben, unter denen die genannten Verbindungen solubilisiert werden können, um eine mit dem Reaktionsmedium homogene katalytische Lösung zu ergeben.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die obengenannten verschiedenen Nachteile zu überwinden. Sie beschreibt daher einen Weg zur Herstellung einer Iridium enthaltenden Lösung, der in industriellem Maßstab durchführbar ist, d. h. nicht die Durchführung einer Reihe von komplizierten und/oder kostspieligen Stufen erfordert und nicht die Verwendung von auf dem Markt nicht verfügbaren Reagentien erfordert.
Die Erfindung erlaubt außerdem die Lösung des Problems der Auflösung von Iridium und Sauerstoff enthaltenden Verbindungen einerseits und ihrer Umwandlung in eine direkt aktive Verbindung andererseits.
Es ist nämlich allgemein bekannt, daß dieser Typ von Verbindungen insbesondere in Säuren sehr schwerlöslich ist, sogar in Mischungen, wie Königswasser, unlöslich ist, wie dies der Fall ist bei wasserfreiem Iridium(IV)oxid.
Schließlich erlaubt die Erfindung die Herstellung einer direkt als Katalysator verwendbaren Lösung, die unter identischen Bedingungen mindestens ebenso wirksam ist wie die bekannten Katalysatoren und die außerdem keine Initiierungsperiode bei ihrer Verwendung aufweist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung einer Lösung auf Iridiumbasis, bei dem man in flüssiger Phase miteinander in Kontakt bringt mindestens ein hydratisiertes oder nicht-hydratisiertes Oxid oder Hydroxid von Iridium in Gegenwart eines Lösungsmittels mit Iodwasserstoffsäure oder einer Verbindung, die Iodwasserstoffsäure freisetzen kann, in einer solchen Menge, daß die Anzahl der Mole Iodwasserstoffsäure, bezogen auf die Anzahl der Mole Iridium, zwischen 1 und 100 liegt.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Lösung auf Iridiumbasis, die durch Anwendung des genannten Verfahrens erhalten werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem die Verwendung der obengenannten Lösungen auf Iridiumbasis als Katalysator.
Weitere Vorteile und Charakteristika der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und den folgenden Beispielen hervor.
Wie weiter oben angegeben, besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, daß man in flüssiger Phase eine Iridium-Verbindung mit Iodwasserstoffsäure oder einer Verbindung, die Iodwasserstoffsäure freisetzen kann, in Kontakt bringt, wobei die genannte Verbindung ausgewählt wird unter den hydratisierten oder nicht hydratisierten Oxiden oder Hydroxiden von Iridium, einzeln oder in Form einer Mischung.
Der Oxidationsgrad von Iridium variiert in diesen Verbindungen insbesondere zwischen (III) und (IV).
Die folgenden Verbindungen sind geeignet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens: Ir&sub2;O&sub3; · xH&sub2;O; Ir&sub2;O&sub2; · yH&sub2;O, wobei in den genannten Formeln x einen Wert zwischen 0 und 10 und y einen Wert zwischen 0 und 5 haben.
Die Verbindungen auf Iridiumbasis, die für die Durchführung der Erfindung geeignet sind, sind selbstverständlich nicht auf diese Liste beschränkt, die lediglich die Verbindungen aufzeigen soll, die auf dem Markt verfügbar sind. Infolgedessen sind alle Iridium-haltigen Verbindungen, die im wesentlichen Sauerstoff und gegebenenfalls Wasser-Moleküle enthalten, für das Verfahren geeignet.
Die Iridiumoxide und -hydroxide liegen in pulverförmiger Form vor. Vorzugsweise verwendet man ein Pulver, dessen Korngröße unter 300 nm liegt. Es sei darauf hingewiesen, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung aber auch Verbindungen verwendet werden können, deren Teilchengröße oberhalb dieses Wert liegt. Aus kinetischen Gründen kann es jedoch bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt sein, diese zu zerkleinern (zu mahlen), bevor man sie einsetzt.
Es wurde überraschend gefunden, daß die hydratisierten oder nichthydratisierten Iridiumoxide und/oder -hydroxide, wenn sie in Gegenwart eines Lösungsmittels mit Iodwasserstoffsäure in flüssiger Phase in Kontakt gebracht werden, die Herstellung einer Lösung erlauben, in der mindestens 20% und vorzugsweise mindestens 40% des anfänglich eingesetzten Iridiums in einer löslichen Form vorliegen.
Die Tatsache, daß das in dem Verfahren eingesetzte Iridium nicht vollständig in der Lösung wieder zu finden ist, stellt kein spezielles Problem dar. Bei den meisten industriellen Verfahren besteht nämlich das Hauptziel nicht darin, eine höchstmögliche Ausbeute zu erzielen, sondern darin, einen Kompromiß zwischen der Produktivität (Rentabilität) und der Ausbeute zu finden. In dem vorliegenden Fall stellt nun eine Solubilisierung von mindestens 20% und insbesondere von mindestens 40% des eingesetzten Iridiums einen guten Kompromiß dar, wenn man berücksichtigt, daß das in fester Form zurückbleibende Iridium in einem späteren Produktisonscyclus recyclisiert werden kann.
Die Iodwasserstoffsäure kann in Form eines Gases, in Form einer Lösung oder auch in Form eines Vorläufers eingesetzt werden. Als Vorläufer, der Iodwasserstoffsäure freisetzen kann, können beispielsweise genannt werden Iod, C&sub1;- C&sub1;&sub0;-Alkyliodide oder auch C&sub1;-C&sub1;&sub0;-Alkoyliodide.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung wird die Iodwasserstoffsäure in Form einer wäßrigen Lösung verwendet. Obgleich alle Verdünnungsgrade der Säure für die Durchführung des Verfahrens geeignet sind, werden vorzugsweise wäßrige Lösungen verwendet, die einen Säure-Gehalt zwischen 40 und 70% aufweisen.
Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Iodwasserstoffsäure- Menge variiert innerhalb breiter Grenzen und muß ausreichend sein, um mindestens eine Lösung auf Iridiumbasis, wie sie weiter oben beschrieben worden ist, zu erhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren wird somit so durchgeführt, daß die Anzahl der Mole an Säure, bezogen auf die Anzahl der Mole an Iridium, zwischen 1 und 100 variiert. Unter dem Ausdruck "Iodwasserstoffsäure- Menge" versteht man die Menge der als solche verwendeten Säure oder auch die von dem Vorläufer freigesetzte Säuremenge, wenn diese Verbindung eingesetzt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Anzahl der Mole Säure, bezogen auf die Anzahl der Mole an vorhandenem Iridium, 1 bis 50.
Wie weiter oben angegeben, wird die Verbindung auf Iridiumbasis in Gegenwart eines Lösungsmittels mit der Iodwasserstoffsäure oder einem Vorläufer davon in Kontakt gebracht.
Alle Produkte können in dem Maße verwendet werden, in dem sie die Iodwasserstoffsäure und die Verbindung auf Iridiumbasis mindestens teilweise lösen. Insbesondere setzt man jedoch Lösungsmittel ein, die ausgewählt werden aus der Gruppe Wasser, der linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Carbonsäuren, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten, der linearen oder verzweigten, ungesättigten oder gesättigten Carbonsäureester, die 2 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, oder eine Mischung davon.
Vorzugsweise wird die Wahl des Lösungsmittels festgelegt als Funktion der Endverwendung der erhaltenen Lösung. Man kann so beispielsweise Essigsäure und/oder Methylacetat auswählen im Falle der Herstellung von Essigsäure. Zur Herstellung von Adipinsäure kann man Adipinsäure und/oder Methyladipat oder auch Pentensäure oder Methylpentenoat verwenden.
Gemäß einer ersten Variante wird das erfindungsgemäße Verfahren zweckmäßig an der Luft durchgeführt. Eine zweite Variante des Verfahrens besteht darin, die Umsetzung in Gegenwart von Kohlenmonoxid durchzuführen. Eine letzte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, die Iridium haltige(n) Verbindung(en) in Gegenwart von Wasserstoff und/oder eines Gases wie Stickstoff oder Edelgasen wie Helium oder auch Argon, mit der Iodwasserstoffsäure in Kontakt zu bringen. Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch durch Kombinieren der obengenannten Varianten durchgeführt werden.
Das Kontaktieren wird über einen breiten Druckbereich durchgeführt. Man kann die Reaktion somit unter einem Druck von 1 bis 200 bar durchführen. Das vorgenannte Kontaktieren der Reagentien kann nach allen dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen. So kann die Verbindung auf Iridiumbasis in die Iodwasserstoffsäure eingeführt werden, wobei jedoch gilt, daß auch eine umgekehrte Einführung oder gleichzeitige Kontaktierung der beiden Reagentien möglich ist. Darüber hinaus kann die eine und/oder die andere dieser beiden Verbindungen direkt oder auch jeweils in Form einer Mischung mit einem oder mehreren der obengenannten Lösungsmittel in Kontakt gebracht werden.
Für den Fall, daß das Verfahren nach der einen und/oder der anderen der drei obengenannten Ausführungsformen durchgeführt wird, kann vor, während oder nach dem Kontaktieren der Reagentien eine Kohlenmonoxid-, Wasserstoff-, Stickstoff- und/oder Edelgas-Atmosphäre angewendet werden. Auf klassische Weise wird das Verfahren unter Rühren durchgeführt.
Die Kontaktierungsdauer ist nicht kritisch und der Fachmann kann sie selbst festlegen, je nachdem, ob er die Rentabilität des Verfahrens oder eine maximale Löslichkeit der Iridium-haltigen Verbindung bevorzugt. Als Hinweis gilt, daß diese Dauer zwischen etwa 10 min und etwa 20 h variiert. Üblicherweise liegt die Temperatur, bei der das Verfahren durchgeführt wird, zwischen 50 und 200ºC.
Gemäß einem zweiten Gegenstand betrifft die vorliegende Erfindung eine Lösung auf Iridiumbasis, die dadurch erhalten werden kann, daß man das vor stehend beschriebene Verfahren durchführt. Infolgedessen gilt alles, was im Hinblick auf das Verfahren zur Herstellung der Lösung erläutert ist, auch hier.
Schließlich betrifft die Erfindung auch die Verwendung der genannten Lösung auf Iridiumbasis als Katalysator.
Die erfindungsgemäße Lösung kann somit als solche für die Reaktion verwendet werden, wie dies der Fall ist für Katalysen in homogener Phase. Sie kann sogar zur Herstellung eines festen Katalysators (aufgebracht auf einen Träger oder nicht) angewendet werden, indem man die klassischen Verfahren anwendet. Man kann auch die erhaltene Lösung trocknen, gegebenenfalls in Gegenwart eines geeigneten Trägers für die Reaktion, bei der der Katalysator dazu verwendet wird, Teilchen auf Iridiumbasis herzustellen. Es ist außerdem möglich, den genannten Träger zu imprägnieren, wobei auf jede der obengenannten Stufen (Trocknung, Imprägnierung) Erwärmungs/Sinterungs-Stufen folgen oder nicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Lösung als Katalysator oder Teil eines katalytischen Systems verwendet, um Reaktionen in homogener Phase durchzuführen.
Die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Lösung kann direkt im Kontakt mit der Reaktionsmischung verwendet werden oder sie kann auch vorher behandelt werden, um sie mit dem genannten Reaktionsmedium vollkommen kompatibel zu machen. Unter einer vorherigen Behandlung versteht man insbesondere die Einstellung der Gehalte der Lösung an bestimmten Verbindungen oder die Vervollständigung der Zusammensetzung der Lösung durch Zugabe von Komponenten (Bestandteilen), die sich am Ende des Verfahrens zu ihrer Herstellung noch nicht darin befanden, oder auch zur Modifizierung der Atmosphäre, unter der die Lösung vorliegt.
Die erfindungsgemäße Lösung kann insbesondere als Katalysator für Carbonylierungs-, Hydroformylierungs- und Isomerisierungs-Reaktionen verwendet werden. Die erfindungsgemäße Lösung ist insbesondere geeignet zur Durchführung von Carbonylierungs-Reaktionen in Gegenwart von Kohlenoxid in flüssiger Phase zur Herstellung von Carbonsäuren und/oder Carbonsäureanhydriden. Es sei darauf hingewiesen, daß dieser Reaktions-Typ allgemein bekannt ist und Gegenstand zahlreicher Patent und Publikationen ist. Infolgedessen werden die nachstehend aufgezählten Reaktionsbedingungen nur allgemein angegeben und sie können nicht als beschränkend angesehen werden.
Die für diesen Reaktions-Typ eingesetzten Reagentien werden ausgewählt aus gesättigten oder ungesättigten, linearen, verzweigten oder cyclischen Kohlenwasserstoff-Verbindungen. Beispielhaft können genannt werden die C&sub2;- C&sub1;&sub0;-Alkene oder -Alkine, die C&sub1;-C&sub1;&sub0;-Alkohole, die Halogen-Derivate der genannten Alkohole, die C&sub2;-C&sub2;&sub0;-Ether, die C&sub3;-C&sub1;&sub0;-Carbonsäuren, die C&sub2;-C&sub2;&sub0;- Carbonsäureester selbst sowie die halogenierten Derivate der genannten Ester.
Bei einer klassischen Ausführungsform umfaßt das katalytische System einerseits die Lösung auf Basis von Iridium und andererseits einen halogenierten Promotor, der vorzugsweise unter den iodhaltigen Derivaten wie den Alkyliodiden und Alkoyliodiden ausgewählt wird. Üblicherweise besteht das Verfahren darin, eines der obengenannten Reagentien in Gegenwart des katalytischen Systems und in Gegenwart von Kohlenmonoxid bei einer Temperatur, die von 50 bis 300ºC variiert, und unter einem Gesamtdruck zwischen 5 und 200 bar reagieren zu lassen.
Die Reaktion wird im allgemeinen in Gegenwart eines Lösungsmittels durchgeführt, das insbesondere ausgewählt wird aus den bei der Reaktion eingesetzten Produkten und/oder Reagentien.
Wenn das Ziel der Reaktion darin besteht, eine Carbonsäure (oder einen entsprechenden Ester) oder ein Carbonsäureanhydrid herzustellen, wird die Reaktion unter wasserfreien oder nicht-wasserfreien Bedingungen durchgeführt.
Im ersten Fall umfaßt das Reaktionsmedium im allgemeinen Wasser, während dies bei der Herstellung eines Anhydrids nicht der Fall sein kann.
Eine bevorzugte Anwendung der erfindungsgemäßen katalytischen Lösung besteht darin, die Carbonylierung von Alkoholen oder entsprechenden Halogen-Derivaten zu Carbonsäuren durchzuführen.
Im zuletzt genannten Fall wird die Reaktion vorzugsweise durchgeführt, indem man in dem Reaktionsmedium Gehalte an Wasser und an halogeniertem Promotor zwischen 0 und 10% (der zuerst genannte Wert ist ausgeschlossen), Gehalte an Alkohol und an Ester entsprechend dem Alkohol und der gebildeten Carbonsäure von jeweils zwischen 0 und 10% bzw. zwischen 2 und 40% aufrechterhält, wobei der Rest aus der genannten gebildeten Säure besteht. Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Beispiele

Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung einer Lösung aus Iridiumoxid Ir&sub2;O&sub3; · xH&sub2;O.
In eine Glasampulle führt man ein:
* 0,168 g Iridiumoxid (STREM);
* 2,59 g Iodwasserstoffsäure als 57%ige Lösung in Wasser
* 12 g Essigsäure.
Anschließend legt man die Ampulle in einen Autoklaven, den man mit 5 bar Kohlenmonoxid unter Druck setzt. Man bringt die Temperatur auf 180ºC, dann stellt man, wenn die Temperatur einmal erreicht ist, einen Gesamtdruck von 50 bar ein mittels Kohlenmonoxid. Die Reaktionsdauer beträgt 8 h.
Anschließend wird der Autoklav entspannt, dann wird das Reaktionsmedium abgekühlt. Man erhält eine rot gefärbte Lösung, die man dekantiert. Man bestimmt das in der flüssigen Phase gelöste Iridium durch Atomaborptionspektroskopie. 71% des eingesetzten Iridiums wurden solubilisiert.

Beispiel 2

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung einer Lösung aus nicht-hydratisiertem Iridiumoxid IrO&sub2;.
Man arbeitet auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1, jedoch mit der Ausnahme, daß die Zusammensetzung der in die Ampulle eingeführten Mischung die folgende ist:
* 0,311 g Iridiumoxid (STREM);
* 9 g Iodwasserstoffsäure als 57%ige Lösung in Wasser;
* 22 g Essigsäure.
Nach 17-stündiger Reaktion wird der Autoklav entspannt und man hält eine rot gefärbte Lösung, die man dekantiert. Die Bestimmung durch Absorptionsspektroskopie zeigt, daß 40% des eingesetzten Iridiums in Lösung vorliegen.

Beispiel 3

Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung einer Lösung aus hydratisiertem Iridiumoxid IrO&sub2; · xH&sub2;O.
Das angewendete Verfahren ist identisch mit demjenigen, das in Beispiel angewendet worden ist, jedoch mit der Ausnahme, daß die Zusammensetzung der für die Reaktion eingesetzten Mischung die folgende ist:
* 0,437 g hydratisiertes Iridiumoxid (DEGUSSA);
* 9 g Iodwasserstoffsäure als 57%ige Lösung in Wasser;
* 22 g Essigsäure.
Die Reaktionsdauer beträgt 8 h. Nach dem Entspannen des Autoklaven und der Abkühlen des Reaktionsmediums erhält man eine rot gefärbte Lösung. Die Analyse durch Atomabsorptionssektroskopie zeigt, daß 100% des eingesetzten Iridiums in Lösung vorliegen.

Beispiel 4

Dieses Beispiel betrifft die Herstellung einer Lösung aus hydratisiertem Iridiumoxid IrO&sub2; · xH&sub2;O.
In einen Kolben führt man die folgenden Verbindungen ein:
* 0,437 g hydratisiertes Iridiumoxid (DEGUSSA);
* 9 g Iodwasserstoffsäure als 57%ige Lösung in Wasser;
* 22 g Essigsäure.
Die Mischung wird auf 100ºC erhitzt und 10 min lang an der Luft reagieren gelassen. Nach dem Abkühlen der Reaktionsmischung und der Analyse der resultierenden rot gefärbten Lösung durch Atomabsorptionssektroskopie zeigt sich, daß 100% des eingesetzten Iridiums in Lösung vorliegen.

Beispiel 6 (Vergleich)

In eine Ampulle führt man ein:
* 0,14 g Iridiumoxid IrO&sub2; (STREM);
* 0,5 g Methyliodid;
* 20 g Methanol;
* 52 g Essigsäure.
Anschließend legt man die Ampulle in einen Autoklaven, den man mit 5 bar Kohlenmonoxid unter Druck setzt. Man bringt die Temperatur auf 195ºC, dann stellt man, wenn die Temperatur einmal erreicht ist, mit Kohlenmonoxid einen Gesamtdruck von 70 bar ein. Die Reaktionsdauer beträgt 3 h.
Am Ende der Reaktion wird der Autoklav entspannt und dann wird das Reaktionsmedium abgekühlt. Man erhält eine farblose Lösung und einen am Boden der Ampulle abgeschiedenen Feststoff. Die Bestimmung des Iridiums durch Atomabsorptionssepktroskopie zeigt, daß die Gesamtmenge des eingesetzten Iridiums in fester Form geblieben ist. Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß unter diesen Bedingungen keien Carbonylierung festgestellt wurde.

Beispiel 7

Gegenstand dieses Beispiels ist die Verwendung der in Beispiel 1 erhaltenen katalytischen Lösung zur Carbonylierung von Methanol zu Essigsäure. Dieser Versuch wird diskontinuierlich durchgeführt.
In eine Glasampulle führt man ein:
* 1,85 g der in Beispiel 1 erhaltenen Lösung;
* 0,33 g Wasser;
* 0,87 g Methanol;
* 0,33 g Methylacetat;
* 0,77 g Methyliodid;
* 11,6 g Essigsäure.
Anschließend legt man die Ampulle in einen Autoklaven, den man mit Kohlenmonoxid unter einen Druck von 5 bar setzt. Man bringt die Temperatur auf 185ºC, dann stellt man, wenn die erforderliche Temperatur erreicht ist, mit Kohlenmonoxid einen Gesamtdruck von 30 bar ein.
Unter diesen Bedingungen beträgt die Geschwindigkeit der Carbonylierung von Methanol, die durch Messung des Durchsatzes an verbrauchtem Kohlenmonoxid erhalten wird, 4 mol/h.l. Das vorliegen einer Initiierungsperiode der Reaktion wurde nicht festgestellt (die obengenannte Geschwindigkeit wurde sofort erreicht).

Beispiel 8

Dieses Beispiel beschreibt die Verwendung der in Beispiel 2 erhaltenen katalytischen Lösung zur Carbonylierung von Methanol zu Essigsäure.
Man arbeitet auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1, jedoch mit der Ausnahme, daß die Zusammensetzung der Reaktionsmischung die folgende ist:
* 2,24 g der in Beispiel 2 erhaltenen Lösung;
* 0,38 g Wasser;
* 1,3 g Methanol;
* 0,5 g Methylacetat;
* 1,15 g Methyliodid;
* 17,9 g Essigsäure.
Unter diesen Bedingungen beträgt die Geschwindigkeit der Carbonylierung von Methanol 4 mol/h.l. Das Vorliegen einer Initiierungsperiode der Reaktion wurde nicht festgestellt (die obengenannte Geschwindigkeit wurde sofort erreicht).

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Lösung auf Iridium-Basis, dadurch gekennzeichnet, daß man in flüssiger Phase mindestens ein hydratisiertes oder nicht-hydratisiertes Oxid oder Hydroxid von Iridium oder eine Mischung davon in Gegenwart eines Lösungsmittels mit Iodwasserstoffsäure oder einer Verbindung, die Iodwasserstoffsäure freisetzen kann, in einer solchen Menge in Kontakt bringt, daß die Anzahl der Mole Iodwasserstoffsäure, bezogen auf die Anzahl der Mole Iridium, zwischen 1 und 100 liegt.

2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Anzahl von Molen Iodwasserstoffsäure, bezogen auf die Anzahl der Mole Iridium, verwendet, die zwischen 1 und 50 liegt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Lösungsmittel verwendet, das ausgewählt wird aus der Gruppe Wasser, der ungesättigten oder gesättigten, linearen oder verzweigten Carbonsäuren mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, der ungesättigten oder gesättigten, linearen oder verzweigten Carbonsäureester mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen oder einer Mischung davon.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Inkontaktbringen an der Luft durchführt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Inkontaktbringen in Gegenwart von Kohlenmonoxid durchführt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Inkontaktbringen in Gegenwart von Wasserstoff, Stickstoff und/oder eines Edelgases wie Argon oder Helium durchführt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Inkontaktbringen bei einem Druck zwischen 1 und 200 bar durchführt.

8. Lösung auf Iridium-Basis, wie sie unter Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 erhalten werden kann, in der mindestens 20 % Iridium, bezogen auf das gebundene Iridium, in löslicher Form vorliegen.

9. Verwendung der Lösung nach Anspruch 8 als Katalysator oder zur Herstellung eines Katalysators.

10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Lösung als Katalysator oder zur Herstellung eines Katalysators in einem Verfahren zur Carbonylierung von linearen, verzweigten oder cyclischen, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff-Verbindungen, wie Alkenen, C&sub2;-C&sub1;&sub0;-Alkinen, C&sub1;-C&sub1;&sub0;-Alkoholen, hydrierten Derivaten der genannten Alkohole, C&sub2;-C&sub2;&sub0;-Ethern, C&sub3;-C&sub1;&sub0;-Carbonsäuren, C&sub2;-C&sub2;&sub0;-Carbonsäureestern sowie halogenierten Derivaten der genannten Ester verwendet wird.

11. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Lösung zum Katalysieren einer Reaktion zur Carbonylierung eines Al kohols in Gegenwart von Kohlenmonoxid und zur Herstellung der entsprechenden Carbonsäure verwendet wird, wobei man in der Reaktionsmischung Gehalte an Wasser und an halogeniertem Promotor von 0 (der Wert 0 ist ausgeschlossen) bis 10%, Alkohol-Gehalte von 0 bis 10% und Gehalte an einem der Säure und dem Alkohol entsprechenden Ester von 2 bis 40% aufrechterhält, wobei der Rest aus der Carbonsäure besteht.