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Verfahren zur Herstellung von Hydrochinon Beim Überleiten der Dämpfe
von Chino.n in Mischung mit Wasserstoff über einen Katalysatorstreifen (Nickel oder
Kupfer) hat S a b a t i e r gute Ausbeuten an Hydrochinan erhalten (Comptes rendus
Ac. Sc., Bd. 146 [1908], S. 457, und Bd. i72 [1921], S.733 bis 736).
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Wenn man versucht, diese Reaktion länger fortzusetzen, beobachtet
man, daß sich die Wirksamkeit des Katalysators sehr rasch verringert, um schließlich
gleich Null zu werden. Es. entsteht nämlich eine Verschmutzung des Katalysators,
die einesteils- durch das Hydrochinon verursacht wird, das infolge seiner ungenügenden
Flüchtigkeit bei der Optimaltemperatur der Hydrierung sich auf den Katalysator niederschlägt
und dadurch allmählich dessen Kontaktoberfläche verringert, und die anderenteils
durch teerige Stoffe verursacht wird, die den: gleichen Nachteil bewirken. Aus diesem
Grunde hat die Reaktion von S a b a t i e r niemals technisch ausgeführt werden
können.
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Ein Mittel zur Verringerung der Verschmutzung des Katalysators besteht
darin, daß man bei höheren Temperaturen arbeitet; dies bringt aber einen schweren
Nachteil mit sich, der bereits von S a b a t i e r selbst
beobachtet
worden ist (Bull. Soc. Chim. France, 4 Serie, Bd.I [19o7], S.86o, und Bd. 3 [19o8],
S. 83) ; es bilden sich Nebenprodukte, wie Benzol, Cyclohexanol, Chinit, Phenol
und andere-, so daB die Ausbeute wesentlich verringert wird.
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Es ist nun gefunden worden, daß man alle diese Nachteile vermeiden
kann, wenn man die katalytische Hydrierung des Chinons in Gegenwart von Wasserdampf
vornimmt.
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Unter diesen Bedingungen ist es möglich, bei Temperaturen von Zoo
bis 250° zu arbeiten, welche die besten Ausbeuten der Umwandlung von Chinon in Hydrochinon
ergeben, ohne daß sich der Katalysator verschmutzt. Dieser kann während sehr langer
Zeit verwendet werden, ohne daß er irgendeine Verringerung seiner Wirksamkeit zeigt.
Die Bildung der störenden Nebenprodukte, insbesondere des Phenols; ist vollständig
unterdrückt, auch wenn man bei höheren Temperaturen arbeitet.
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Es ist dabei möglich, auch bei Verwendung der theoretischen Menge
Wasserstoff eine quantitative Umwandlung des Chinons in Hydrochinon zu erhalten,
während man beim Arbeiten nach S ab a t i e r gezwungen ist, einen wesentlichen
Überschuß an Wasserstoff zu benutzen. Es ist außerdem überraschend, da.ß diese beiden
Vorteile selbst in Gegenwart von großen Wasserdampfmengen, wie etwa von Zoo Teilen
oder mehr auf einen Teil Chinon, bestehenbleiben.
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Die Verwendung von Wasserdampf hat noch einen weiteren Vorteil. Wenn
man den Wasserdampf nach der Reaktion teilweise kondensiert, so, kann man unmittelbar
eine sehr konzentrierte Hydrochino:nlösung erhalten, aus der man das Produkt durch
einfache Abkühlung kristallisieren kann.
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In dem Fall, wo das der Hydrierung zu unterwerfende Chinon sich in
Lösung in einem organischen Lösungsmittel, wie Benzol, Chlorbenzol, Alkohol od.
dg1., befindet, ist es nicht nötig, dieses hiervon zu trennen. Man kann diese Lösung
durch Wasserdampf übertreiben und über den Katalysator die Mischung von Wasserstoff
-Wasserdampf - Chinondampf-Lösungsmitteldampf leiten. In diesem Fall ist es. auch
sehr leicht, das Hydrochinon aus der Mischung nach partieller Kondensation abzutrennen.
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Als Katalysatoren kann man die gewöhnlichen Hydrierungskatalysatoren
benutzen, wie Nickel, Kobalt oder Kupfer, und zwar sowohl für sich als auch in Mischung.
Es ist v an Vorteil, diese Kataly satoren in gekörntem Zustand oder in Blöcken mit
einer guten mechanischen Widerstandsfähigkeit zu verwenden. Zu diesem Zweck kann
man sie mit Zement oder Mörtel vermischen oder auch Stücke einer Nickel-Aluminium-Legierung,
die oberflächlich durch ein Alkali angegriffen ist, verwenden.
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Die nachstehenden Beispiele erläutern einige Ausführungsformen der
Erfindung. Die angegebenen Teile bedeuten Gewichtsteile.
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Beispiel i Über ,45o Teile eines Katalysators, bestehend aus aktivem
Nickel und Zement in Form von kompakten Körnern mit einem Gehalt von 6o % Ni, leitet
man bei einer Temperatur von 24o° ein Gemisch aus. Wasserstoff, Wasserdampf und
Chinon bei einer stündlichen Geschwindigkeit von 16 Teilen Chinon, 5oo Teilen Wasser
und 0,3 Teilen Wasserstoff. Man kondensiert etwa 6o Teile Dampf in der Stunde
und erhält 'so@ eine farblose wäßrige Lösung, die etwa 225 g Hydrochinon im Liter
enthält. Die restlichen Dämpfe, die praktisch frei von Chinon und Hydrochinon sind,
können für die Einführung einer neuen Menge Chinon im Kreislauf verwendet werden.
Beispiel 2 Über 3oo Teile eines Katalysators, wie im Beispiel i beschrieben, läßt
man bei einer Temperatur von Zoo bis 23o° eine Mischung von 55 Teilen Wasserdampf,
i Teil Chinondampf und 1o Teilen Chlorbenzoldampf bei einer Geschwindigkeit von
10,5 Teilen Chinon in der Stunde gehen. Zu gleicher Zeit führt man o,2 Teile
Wasserstoff in der Stunde ein. Durch fraktionierte Kondensation der Dämpfe nach
der Hydrierung kann man in konzentrierter wäßriger Lö,s.ung quantitativ das reine
Hydrochinon und in einer späteren Fraktion das Chlorbenzol erhalten.