DE844442C - Verfahren zur Herstellung von 1, 1-Dihalogen-1, 3-alkadienen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von 1, 1-Dihalogen-1, 3-alkadienenInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gruppe wertvoller, bisher unbekannter Dienderivate, nämlich
i, i-Dihalogen-i, 3-alkadiene, und auf ein Verfahren
zur Herstellung dieser Verbindungen.
Die Dihalogeiialkadiene gemäß vorliegender Erfindung
haben die allgemeine Formel
C(X)2 = CR1 — CR2 = CHR3,
in welcher X ein Halogenatom und R1, R2 und R3 Wasserstoffatome oder Alkylgruppen sind, welche beim Vorliegen von mehr als einer Alkylgruppe gleich oder verschieden sein können.
in welcher X ein Halogenatom und R1, R2 und R3 Wasserstoffatome oder Alkylgruppen sind, welche beim Vorliegen von mehr als einer Alkylgruppe gleich oder verschieden sein können.
Erfindungsgemäß ist gefunden worden, daß die genannten neuen Dihalogenalkadiene hergestellt
werden können, indem man ein 1, 1, 1, 3-Tetrahalogenalkan
oder ein 1,1, i-Trihalogen-2-alken, welche
mindestens 4 Kohlenstoffatome in gerader Kette aufweisen, in der Dampfphase einer Pyrolyse unterwirft,
wobei pro Mol des Tetrahalogenalkans oder Trihalogenalkens 2 bzw. 1 Mol Halogenwasserstoff
abgespalten wird.
Die Temperaturen, bei welchen die Pyrolyse stattfindet, liegen im allgemeinen über 3000 und können
z. B., je nach der Art der Ausgangsverbindung und der Berührungszeit, von 300 bis 6oo° schwanken. Je
höher die Temperatur ist, um so kürzer kann man die Berührungszeit wählen. Um eine befriedigende
Geschwindigkeit der Umwandlung zu erzielen, sind gewöhnlich Temperaturen von mindestens 3500 not-
wendig. Temperaturen über etwa 700° sollen im allgemeinen im Hinblick auf die unerwünschten
Nebenreaktionen, wie Spaltung, vermieden werden. Es ist gefunden worden, daß unter der Einwirkung
der angewandten hohen Temperaturen die Abspaltung des Halogenwasserstoffs, die zur Bildung
von Dihalogenalkadienen führt, sehr glatt verläuft, ohne daß hierzu Katalysatoren notwendig sind. Man
kann jedoch die Umwandlung auch in Anwesenheit mild reagierender Katalysatoren durchführen, die
gegebenenfalls auf Trägern angebracht sind, wie Bariumchlorid oder Magnesiumchlorid, welche die
Abspaltung des Halogenwasserstoffs aus den Polyhalogenverbindungen fördern, wobei keine oder
höchstens geringe gleichzeitige Polymerisation der tntstehenden D.ihalogendiene eintritt.
Die Reaktionsdauer, d. h. die Zeit, während welcher die umzuwandelnde Verbindung der hohen
Temperatur ausgesetzt wird, kann innerhalb verhältnismäßig weiter Grenzen schwanken, je nach der
Art der Verbindung und den sonstigen Reaktionsbedingungen. In der Regel kann die Reaktionszeit
verhältnismäßig kurz sein, z. B. einige Minuten. Da die Dihalogenalkadiene gemäß der Erfindung
meistens sehr reaktionsfähige Verbindungen sind, welche sich z. B., insbesondere bei höheren Temperaturen,
leicht polymerisieren, ist es oft zweckmäßig, bei ihrer Herstellung das durch die Pyrolyse
gebildete Reaktionsprodukt rasch zu kühlen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann vorteilhaft kontinuierlich durchgeführt werden, indem man
die Ausgangsverbindung in der Dampfphase durch eine Reaktionszone, z. B. einen rohrförmigen Reaktionsraum,
welcher auf die gewünschte Temperatür erhitzt ist, hindürchführt. Die Pyrolyse wird gewöhnlich
bei atmosphärischem Druck ausgeführt, was jedoch die Anwendung höherer oder niedrigerer
Drücke nicht ausschließt. So kann es z. B. bei Verwendung von Ausgangsstoffen, die nicht leicht verdampfbar
sind, zweckmäßig sein, bei unteratmosphärischem Druck zu arbeiten. Gewünschtenfalls
kann die Pyrolyse in Anwesenheit inerter Gase, wie Stickstoff, Kohlendioxyd, stattfinden.
Die Dihalogenalkadiene können aus dem bei der Pyrolyse erhaltenen Reaktionsgemisch, welches
neben dem Dihalogenalkadien und Halogenwasserstoff gewöhnlich' noch nicht umgesetztes Ausgangsmaterial
enthält, durch fraktionierte Destillation des Gemisches erhalten werden, nachdem dieses zwecks
Entfernung des Halogenwasserstoffs mit einem säurebindenden Stoff behandelt worden ist. Es emp- i
fiehlt sich, daß diese Destillation, welche vorzugsweise unter verringertem Druck erfolgt, in
Anwesenheit einer kleinen Menge eines Polymerisationsverhinderers, wie Hydrochinon, Phenolverbindungen,
aromatische Amine, durchgeführt wird. Nicht umgesetztes Ausgangsmaterial, welches bei
der Aufarbeitung des Reaktionsgemisches wiedergewonnen wird, kann erneut die Pyrolyse unterworfen
werden.
Die als Ausgangsmaterial bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Tetrahalogenalkane
können in bekannter Weise leicht hergestellt werden durch Additionsreaktion zwischen einem
Tetrahalogenmethan und Propen oder einem höheien Alken, welches eine endständige Doppelbindung
aufweist, unter der Einwirkung organischer Peroxyde oder anderer freie Radikale liefernder
Stoffe. Die Trihalogeiialkene, die ebenfalls als Ausgangsmaterial bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwendbar sind, können durch Behandlung der genannten Tetrahalogenalkane mit einem Äquivalent
Alkali in alkoholischer Lösung erhalten werden, wobei I Mol Halogenwasserstoff abgespalten
wird.
Das.Verfahren ist von besonderer Bedeutung für die Umwandlung von 1, 1, 1. 3-Tetrachlorbutan,
welches aus billigen und leicht zugänglichen Ausgangsstoffen hergestellt werden kann (nämlich aus
Tetrachlorkohlenstoff und Propen oder Propen-Propan-Gemischen), in 1, i-Dichlor-i, 3-butadien.
Es kann jedoch auch" mit guten Ergebnissen zur Umwandlung höherer 1, 1. 1, 3-Tetrachloralkane.
z. B. der 1, 1, r, 3-Tetraclilorderivate der Alkane
mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen pro Molekül, in die entsprechenden Dichloralkadiene verwendet werden.
Tetrahalogenalkane oder Trihalogenalkene, welche andere Halogenatome als Chlor enthalten, z. B.
Brom, sind als Ausgangsmaterial ebenfalls geeignet.
Infolge der Kombinationsmöglichkeit funktioneller Gruppen, welche die neuen Alkadienderivate
nach der Erfindung aufweisen, sind sie als Zwischenprodukte für Synthesen besonders geeignet, z. B. für
Diensynthesen mit Acrolein, Acrylsäure. Ferner stellen viele dieser Verbindungen infolge ihrer
leichten Polymerisierbarkeit wertvolle Produkte zur Umwandlung in hochmolekulare, viskose, kautschukartige
oder harzartige Erzeugnisse dar.
Das Verfahren nach der Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
l72> M T>
l> i,3-Tetrachlorbutan (Siedepunkt 60,5°
bei 16 mm Hg; spezifisches Gewicht 1,39) wurden in der Dampfphase durch ein Glasrohr (80 cm lang,
2 cm innerer Durchmesser) geführt, welches auf einer Temperatur von 460 gehalten wurde. Die Zufuhrgeschwindigkeit
betrug 25 ecm Flüssigkeit pro Stunde. Es trat starke Chlorwasserstoffabspaltung
ein. Durch Kühlen des aus dem Rohr austretenden dampfförmigen Gemisches wurden 80 ecm einer
dunkelfarbigen Flüssigkeit erhalten. Um den Chlorwasserstoff aus dieser Flüssigkeit zu entfernen,
wurde sie mit wäßriger Ammoniumcarbonatlösung geschüttelt, filtriert und darauf, nach Zugabe von 1J5
0,010 g Hydrochinon, unter einem Druck von 90 mm Hg destilliert. Bei 42 bis 43" destillierten 43 g einer
klaren, farblosen, süßlich riechenden Flüssigkeit über, welche ein spezifisches Gewicht von 1,1831
bei 2O° und einen Brechungsindex π ^? = 1,5022
hatte, deren Chlorgehalt 57,35 °/o und deren Bromzahl 125 war (theoretisch für 1, i-Dichlor-i, 3-butadien:
Chlorgehalt = 57,7 %> und Bromzahl für ein Äquivalent = 130). Das Ultraviolettabsorptionsspektrum
des Reaktionsprodukts, gelöst in Methylcyclohexan, zeigte ein Maximum bei etwa 2425 Ä,
wodurch ein klarer Hinweis auf ein konjugiertes Dien gegeben wird.
Das so in 40'Voiger Ausheute erhaltene Dichlorhutadien
ging nach 20 Stunden in ein gelbes, sehr viskoses Öl über, das ebenfalls 57,35 °/o Chlor enthielt.
53 g nicht umgewandeltes Tetrachlorbutan wurden aus den höhersiedenden Anteilen des Pyrolyseprodukts
wiedergewonnen, so daß die Ausbeute an Dichlorbutadien, berechnet auf umgesetztes
Tetrachlorlmtan. 5S1Vo betrug.
H e i
i e
70 g (0,31 Mol) ι. ι. ι. 3-Tetrachlorhexan (Siedepunkt
108 bei 30 mm Hg; d 2° = 1,2832, η 2β
= 1,4788) wurden in der Dampfphase bei 4500 in der gleichen Weise wie das Tetrachlorbutan nach
Beispiel 1 pyrolvsiert. Chlorwasserstoff wurde in einer Menge von 0,45 Mol abgespalten. Beim Abkühlen
des aus dem Reaktionsrohr abströmenden Dampfgemisches sammelten sich im Auffanggefäß
53 g einer dunkelbraunen Flüssigkeit. Nachdem etwas Hydrochinon zugegeben worden war, wurde
diese Flüssigkeit mit dem gleichen Raumteil Pentan verdünnt und bis zur neutralen Reaktion mit wäßriger
Sodalösung gewaschen. Durch fraktionierte Destillation unter verringertem Druck wurden 15 g
eines farblosen Öls (Siedepunkt 51 bis 530 bei \2 mm Hg) mit einem süßlichen Geruch, einem
spezitischen Gewicht von 1,117 ^>e' 20°· einem
Brechungsindex η 2^ von 1,5011 erhalten, dessen
Chlorgehalt 45,90Zo und dessen Bromzahl 95 war
(theoretisch für 1, i-Dichlor-i, 3-hexadien: Chlorgehalt
= 46,9 °/o und Bromzahl = 106).
Das so mit einer l'mwandlung von 33 °/o gewonnene 1, i-Dichlor-i. 3-hexadien polymerisierte
beim Stehen zu einem sehr viskosen, gelben öl. Der Destillationsrückstand bestand hauptsächlich aus
nicht umgewandeltem Tetrachlorhexan, welches in einer Menge von 23 g wiedergewonnen wurde, so
daß also die Ausbeute an Dichlorhexadien, berechnet auf das verbrauchte Tetrachlorhexan, 491Vo betrug.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von 1, i-Dihalogen-i,
3-alkadienen, dadurch gekennzeichnet, daß ein 1, 1, 1, 3-Tetrahalogenalkan oder ein
i. i. i-Trihalogen-2-alken mit mindestens
4 Kohlenstoffatomen in einer geraden Kette in der Dampfphase der Pyrolyse unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Tetrahalogenalkan oder Trihalogenalken 5 bis 10 Kohlenstoffatome pro
Molekül enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyrolyse bei einer Temperatur
über etwa 3000 durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hitzezersetzung bei einer
Temperatur zwischen 350 und 6oo° durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von 1, i-Dichlor-i,
3-butadien, dadurch gekennzeichnet, daß 1, 1, 1,
3-Tetrachlorbutan der Hitzezersetzung unterworfen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von 1, i-Dichlor-i,
3-hexadien, dadurch gekennzeichnet, daß 1, 1, 1,
3-Tetrachlorhexan der Hitzezersetzung unterworfen wird.
© 5236 7.
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