DE854354C - Verfahren zur Herstellung von ª‰-Oxypropionsaeurelacton - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von ß-Oxypropionsäurelacton Die Erfindung betrifft die Herstellung von ß-Oxypropionsäurelacton durch Reaktion von Keten mit Formaldehyd und stellt eine Verbesserung bzw. Abänderung der Erfindung gemäß Patent 842 195 dar.
• In dem genannten Patent ist die Herstellung von ß-Oxycarl)onsäurelactonen einschließlich ß-Propiolacton durch Reaktion eines Ketens mit einer Carhonylverl>indung in Lösung bei Gegenwart eines Katalysators nach Friedel-Crafts beschrieben. Verschiedene Lösungsmittel sind für die Durchführung der Reaktion vorgeschlagen worden, wie Aceton, Äthyläther, Methyläthyliäther, Athylchiorid, Isopropylchlorid, Schwefelkohlenstoff, Dioxan od. dgl. Um die Reaktion zufriedenstellenddurchführen zu können, ist es nötig, daß die Lösungsmittel nicht nur das Keten, sondern auch die Carbonylverbindung zu lösen vermögen. Da beide, das Keten und das gebildete ß-Lacton sogar bei o° außerordentlich reaktionsfähige Verbindungen sind, so führt die Verwendung der vorgenannten Verbindungen als Lösungsmittel für die Reaktion wegen der Reaktion zwischen Lösungsmittel und reagierenden Bestandteilen zur Bildung unerwünschter Nebenprodukte, die das ß-Lacton verunreinigen und eine vollständige Umwandlung des Ketens in das gewünschte Produkt verhindern.
• Es wurde nun ganz überraschend gefunden, daß trotz der großen Reaktionsfähigkeit des ß-Oxypropionsäurelactons dieses mit Erfolg als Lösungsmittel bei der Herstellung des ß-Oxypropionsäurelactons Verwendung finden kann. Daher ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von ß-Oxypropionsäurelacton, gemäß welchem Keten und Formaldehyd in Gegenwart eities Katalysators vom Friedel-Crafts-Typ unter Verwendung von ß-Propiolacton als alleiniges Lösungsmittel für die Ausgangsstoffe umgesetzt werden. Die angewandte Menge des ß-Oxypröpionsäurelactons als Lösungsmittel kann in weiten Grenzen schwanken. Wünschenswert natürlich ist es, genügend davon zu verwenden, damit die Reaktionswärme schnell verteilt wird und das Ausmaß der Reaktion leicht überwacht werden kann. Wenn die Reaktion in einem Schichtverfahren durchgeführt wird, so wird die Menge des vorhandenen Lösungsmittels durch die Erzeugung zusätzlichen ß-Propionsäurelactons laufend ansteigen. Die Konzentration des Katalysators in dem Lösungsmittel kann sich gleichfalls in weiten Grenzen, und zwar von, weniger als o,i bis io und mehr Gewichtsprozent ändern. Die besten Ergebnisse werden bei Verwendung von ungefähr o,2 bis 3 Gewichtsprozent erzielt.
• Die Reaktion wird vorzugsweise bei einer Temperatur unterhalb 3o° ausgeführt. Sie kann aber auch mit Erfolg bei Temperaturen von -6o° durchgeführt werden, obwohl der Bereich von o bis 2o° im allgemeinen der günstigste ist. Ein beliebiger Katalysator des Friedel-Crafts-Typs, wie die Halogenide von Bor, Zink, Aluminium, Zinn, Titan und Eisen oder Komplexe dieser Halogenide"mit organischen Verbindungen, wie Diäthylü.ther, Äthylchlorid od. dgl., können verwendet werden. Mischungen der vorgenannten Katalysatoren können ebenfalls zur Anwendung gelangen. Besonders gute Ergebnisse sind bei der Verwendung der Mischungen von Aluminiumhalogenid mit geringeren Mengen von Zinkhalogenid und Eisenhalogenid erhalten worden. Eine solche Mischung besteht z. B. aus i Gewichtsteil Aluminiumchlorid und 0,03 bis o,5 Gewichtsteilen Zinkchlorid. Der Katalysator wird schnell im ß-Oxypropionsäurelacton, vorzugsweise bei einer Temperatur unter 25°, gelöst. Die angewandte Katalysatormenge kann, je nach der Besonderheit der reagierenden Substanzen und entsprechend der Reaktionstemperatur, über einen weiten Bereich geändert werden. Es können 0,05 g oder weniger Katalysator für jedes Mol der Reaktionsbestandteile verwendet werden, obwohl viel größere Mengen keine schädigende Wirkung haben.
• Das folgende Beispiel soll dazu dienen, die Erfindung deutlicher zu veranschaulichen. Gasförmiges Keten wird durch Pyrolyse von dampfförmigem Aceton mittels elektrisch erhitzter Platin- oder Nickelchromspiralen unter Rückflüß des nicht umgesetzten Acetons erhitzt. Das Ausmaß der Ketenbildung ist leicht durch Änderung der elektrischen Spannung in der die Zersetzung bewirkenden Spirale zu überwachen. Gasförmiger Formaldehyd wird durch Erhitzen von festem, gekörntem 95°/oigem Paraformaldehyd vermittels eines auf i6o bis 2fio' erhitzten Salzbades erhalten. Das feste Polymere wird aus einem Vorratsbehälter dem Depolymerisator in einer vorherbestimmten Menge mittels einer gasdicht geschlossenen Förderschnecke, die in einem 6o-Sekunden-Zyklus unterbrechend arbeitet, zugeführt. Der gasförmige Formaldehydstrom wird unter langsamer, aber ständiger Zufuhr vo? Stickstoff, der mit zuströmendem Keten gemischt wird, durch ein erhitztes Glasrohr geleitet und dann unter die Oberfläche einer Lösung von i g Aluminiumchlorid un-d o, i g Zinkchlorid in Zoo g ß-Uxypropionsäurelacton unter Rühren geleitet. Die Reaktionsmischung wird im Wasserbade bei einer Temperatur von 5 bis 2o° gehalten und die Ausgangsstoffe werden in Mengen von annähernd o,5 Mol pro Stunde eingeführt. Nach einer Zeitdauer von 6 Stunden wird die Zuführung der Ausgangsstoffe unterbrochen und die Reaktionsmischung dann bei einem Druck von io mm destilliert. ß=Oxypropionsäurelacton siedet unter diesem Druck bei 49 bis 51°. Wenn gewünscht, kann der Katalysator durch Zugabe einer kleinen Menge Alkali vor der Destillation zerstört werden, obgleich dieser Schritt nicht wesentlich ist. Das ß-Oxypropionsäurelacton wird in ausgezeichneter Ausbeute erhalten und der Anteil an unerwünschten hochsiedenden Nebenprodukten wie auch die Menge des Ketens, die zur Herstellung einer bestimmtem Menge von .ß-Lacton notwendig ist, sind wesentlich geringer, als wenn die gleiche Reaktion in anderen Lösungsmitteln, wie Aceton, durchgeführt wurde.
• Es wird noch bemerkt, daß verschiedene Abänderungen in dem hier beschriebenen Verfahren getroffen werden können, ohne dadurch .den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Weitere Ausbildung des Verfahrens zur Herstellung von ß-Oxypropionsäurelacton durch Umsetzen von Keten mit Formaldehyd in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Katalysators, gemäß Patent 842195, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in Gegenwart von ß-Propionsäurelacton als einzigem Lösungsmittel für die Ausgangsstoffe durchgeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei einer Temperatur unterhalb 3o° durchgeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Konzentration des Katalysators im ß-Oxypropionsäurelacton zwischen o,i und io Gewichtsprozent und vorzugsweise zwischen 0,2 und 3 Gewichtsprozent anwendet.
4. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator eine Mischung von Aluminiumhalogenid und geringen Anteilen von Zinkhalogenid oder Zinkhalogenid und Eisenhalogenid verwendet.