DE860347C

DE860347C - Process for the hydrogenative cleavage of acetals

Info

Publication number: DE860347C
Application number: DEB6281D
Authority: DE
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1941-03-01
Filing date: 1941-03-01
Publication date: 1952-12-22

Description

Verfahren zur hydrierenden Spaltung von Acetalen Es wurde gefunden, daß man Acetale hydrierend spalten 'kann, wenn man sie im Gemisch mit der erforderlichen oder einer größeren Menge Wasser in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators und geringer Mengen einer die Verseifung der Acetalgruppe bewirkenden Säure mit Wasserstoff behandelt. - Man erhält hierbei die im Acetal vorhandene Afkohälkomponente als solche, während. die Carbonylkomponente zu dem betreffenden Alkohol reduziert wird.Process for the hydrogenative cleavage of acetals It has been found that you can split acetals by hydrogenation if you mix them with the required or a larger amount of water in the presence of a hydrogenation catalyst and small amounts of an acid which saponifies the acetal group with hydrogen treated. - The alcohol component present in the acetal is obtained as such, while. the carbonyl component is reduced to the alcohol in question.

Als Hydrierungskatalysatoren können die üblichen -Metallkatalysatoren, -wie - Kupfer; Nickel, Kobalt, Eisen, für sich oder im Gemisch, gewünschtenfalls aktiviert durch Zusätze, wie Chrornoxyd, verwendet werden. weckmäßig schlägt man sie auf Träger, wie Bauxit, keramische Massen oder- Kieselgel, nieder. Zur Versezfung :der Acetalgruppe ist vor allem (die Phßsphorsäure geeignet. Man verwendet ,davon zweckmäßig etwa o,z bis 5 Ob, bezogen,auf Idas Gewicht des Katalysators. Sie kann dem Katalysator durch Tränken einverleibt wenden oder von vornherein bei seiner Herstellung, gegebenenfalls in Form ihrer sauren Alkalisalze oder der entsprechenden - Salze der hydrierend wirkenden Metalle, hinzugefügt werden. Schließlich kann man sie auch dem zu spaltenden Acetal zusetzen, wobei der Katalysator ebenfalls noch Säure enthalten kann.The usual metal catalysts, -like - copper; Nickel, cobalt, iron, alone or as a mixture, if desired activated by additives such as chromium oxide. one beats like a wake-up call they are deposited on carriers such as bauxite, ceramic masses or silica gel. For verification : The acetal group is especially suitable (the phosphoric acid. One uses, of it expediently about o, z to 5 ob, based on the weight of the catalyst. she can incorporated into the catalyst by soaking it or from the start with its Production, optionally in the form of their acidic alkali metal salts or the corresponding ones - salts of hydrogenating metals. In the end they can also be added to the acetal to be cleaved, the catalyst likewise may still contain acid.

Die Spaltung erfolgt bei gewöhnlichem oder erhöhtem Druck, beispielsweise bis zu etwa 300 at und darüber, zweckmäßig bei Temperaturen über 5o°. Man kann sie kontinuierlich oder diskontinuierlich durchführen.The cleavage takes place at normal or elevated pressure, for example up to about 300 atm and above, expediently at temperatures above 50 °. It can be carried out continuously or discontinuously.

Das Verfahren ist auf Acetale aller Art, sowohl auf offene wie auf ringförmige anwendbar. Es liefert in allen Fällen praktisch quantitative Ausbeuten an Alkoholen, die sich, falls die Alkoholkomponente und der aus der Carbonylkomponente der Acetale entstehende Alkohol verschieden sind, in üblicher Weise, z. B, durch Destillation, trennen lassen.The procedure is on all types of acetals, both open and open annular applicable. In all cases it gives practically quantitative yields of alcohols, if the alcohol component and that from the carbonyl component the acetals resulting alcohol are different, in the usual way, for. B, through Distillation, let separate.

Das Verfahren eignet sich vor allem auch zur Reinigung roher Alkohole, die von ihrer Herstellung oder Verwendung her durch Acetale verunreinigt sind und ,daneben unter Umständen auch Alidehyde, Ketone, Ester oder ungesättigte Verbindungen enthalten können. Unterwirft man derartige Gemische dem Verfahren, so erfolgt neben der bekannten Hydrierung der Aldehyde, Ketone und ungesättigten Verbindungen auch Verseifung .der Ester und Umwandlung der Acetale in Alkohole; während- die Entfernung der Acetale aus derartigen Gemischenbisher große Schwierigkeiten bereitete, gelingt sie nach dem vorliegenden Verfahren sehr leicht und praktisch vollständig.The process is particularly suitable for the purification of raw alcohols, which are contaminated by acetals from their manufacture or use and , as well as alidehydes, ketones, esters or unsaturated compounds may contain. If such mixtures are subjected to the process, then takes place alongside the well-known hydrogenation of aldehydes, ketones and unsaturated compounds too Saponification of the esters and conversion of the acetals into alcohols; while- the distance the acetals from mixtures of this type have previously presented great difficulties, succeeds they very easily and practically completely according to the present process.

Es war nicht vorauszusehen, daß die Kombination zweier an sich bekannter Verfahren, nämlich der Spaltung von Acetalen durch Säuren einerseits und ider katalytischen Hydrierung von Aldehyden andererseits, zu einem einzigen Arbeitsgang in ausgezeichneter Ausbeute in, der gewünschten Richtung verläuft. Die Spaltung insbesondere von cyclischen Acetalen mit Mineralsäuren bereitet nämlich oft Schwierigkeiten, da bei den erforderlichen Arbeitsbedingungen eine Dehydrierung der Alkaholhomponenten und Verharzung der Aldehydkomponenten der Acetale erfolgen kann. Nachdem es andererseits bekannt war, daB z. B. bei der Hydrierung von Acetaldol überwiegend ,n-Butanol entsteh:ty. hätte man erwarten sollen, daß bei der hydrierenden Spaltung von cyclischen Acetalen, soweit sie überhaupt möglich wäre, ebenfalls einwertige Alkohole oder gar Kohlenwasserstoffe entstehen, da Aldehyde in statu nascendi besonders reaktionsfähig sein sollten. Statt dessen erhält man unerwarteterweise bei .der Anwendung des vorliegenden Verfahrens auf cyclische Acefale in sehr guten Ausbeuten Dioxyverbindungen.It was impossible to foresee that the combination of two would become more familiar Process, namely the cleavage of acetals by acids on the one hand and the catalytic ones Hydrogenation of aldehydes, on the other hand, in a single operation with excellent results Yield in the direction you want. The cleavage of cyclic ones in particular Acetals with mineral acids often cause difficulties because of the necessary Working conditions a dehydrogenation of the alcohol components and resinification of the aldehyde components the acetals can be done. On the other hand, after it was known that e.g. B. at the Hydrogenation of acetaldol predominantly, n-butanol arises: ty. one should have expected that in the hydrogenative cleavage of cyclic acetals, as far as they are at all it would be possible to produce monohydric alcohols or even hydrocarbons, because aldehydes should be particularly reactive in statu nascendi. Instead of this is obtained unexpectedly when using the present process cyclic acefals in very good yields dioxy compounds.

Das vorliegende Verfahren bedeutet eine Bereicherung der Technik, da es gestattet, Acetale in ausgezeichneten Ausbeuten in wertvolle Erzeugnisse umzuwandeln, und da es auch in solchen Fällen zum Erfolg führt, in denen die Hydrolyse der Acetale allein oder mit anschließender Hydrierung nur schlechte Ausbeuten oder weniger wertvolle Erzeugnisse liefert. Beispiel i-Ein bei der katalytischen Hydrierung von Acetaldol als Nebenprodukt erhaltenes Rohbutanol mit einem Gehalt von 18% Wasser, 250/0Acetalen, 50/0 Crotylalkohol und Spuren von Aldehyden wird bei 2oo°' und 300 at Wasserstoffdruck über einen aus Kupfer, Chrom und 0,50/0 Phdsphorsäure bestehenden, auf einem Träger niedergeschlagenen Katalysator (derart geleitet, daß je Liter Katalysator stündlich o,51 Flüssigkeit durchgesetzt werden. Man erhält ein von Acetalen und Aldehyden vollkommen freies Erzeugnis, das in der Hauptsache aus Butanolbesteht und neben Wasser nur Spuren ungesättigter Ver'bind'ungen enthält. Durch Destillation erhält man daraus in bekannter Weise reines Butanol. Beispiel e Man leitet über den im Beispiel i beschriebenen Katalysator bei 17o° unid Zoo at Wasserstoffdruck ein Gemisch von i, 3-Butylenglykoläthyliidenacetal mit 2o % Wasser derart, daß je Liter Katalysator stündlich o,2 bis 0,41 Flüssigkeit durchgesetzt ,werden. Das Umsetzungsprodukt besteht im wesentlichen aus i, 3-Butylenglykol und Äthylalkohol. Es ist völlig frei von Acetalen und Aldehyden und enthält außer Wasser nur geringe Mengen i- und 2-Butanol.The present process represents an enrichment of the art, since it allows acetals to be converted into valuable products in excellent yields, and since it is also successful in those cases in which the hydrolysis of the acetals alone or with subsequent hydrogenation only yields poor or less valuable ones Products supplies. Example i-A crude butanol obtained as a by-product in the catalytic hydrogenation of acetaldol with a content of 18% water, 250/0 acetals, 50/0 crotyl alcohol and traces of aldehydes is at 200 ° 'and 300 atm hydrogen pressure via one of copper, chromium and 0.50 / 0 phophosphoric acid, deposited on a support (passed in such a way that 0.51 liquid is passed through per liter of catalyst per hour. This gives a product completely free of acetals and aldehydes, which consists mainly of butanol and only Contains traces of unsaturated compounds. Pure butanol is obtained therefrom in a known manner in such a way that 0.2 to 0.41 of liquid are passed through per liter of catalyst per hour hen from i, 3-butylene glycol and ethyl alcohol. It is completely free of acetals and aldehydes and, apart from water, contains only small amounts of i- and 2-butanol.

Beispiel 3 Ein bei der Hydrierung von rohem Aldol als Nebenprodukt anfallendes, aus etwa 700/0 Hexantriol .der Formel (A) und etwa 30% Acetal der Formel (B) bestehendes Gemisch wird mit 2o bis 4o Gewichtsprozent Wasser verdünnt. Man .setzt ö,5 % konzentrierte Phosphorsäure oder 0,30/0 konzentrierte Schwefelsäure, berechnet auf das Gewicht der gesamten Flüssigkeit, hinzu und leitet die Flüssigkeit bei 17o° unter 3oo at Wasserstoffdruck über einen phosphorsäurefreien Nickelkatalysator, derart, daB je Liter Katalysator stündlich o,21 Flüssigkeit durchgesetzt werden. Man erhält ein wasserhaltiges Gemilsch von i, 3-B'utylenglykol und Hexantriol (A), das nur noch sehr geringe Mengen des Acetals (B) enthält. Es läßt sich durch Destillation unter vermindertem Druck leicht trennen.Example 3 A mixture obtained as a by-product in the hydrogenation of crude aldol and consisting of about 700/0 hexanetriol of the formula (A) and about 30% acetal of the formula (B) is diluted with 2o to 4o percent by weight of water. One adds 0.5% concentrated phosphoric acid or 0.30 / 0 concentrated sulfuric acid, calculated on the weight of the total liquid, and passes the liquid at 170 ° under 300 atm. Hydrogen pressure over a phosphoric acid-free nickel catalyst in such a way that per liter of catalyst every hour o, 21 liquid to be enforced. A water-containing mixture of i, 3-butylene glycol and hexanetriol (A) which only contains very small amounts of the acetal (B) is obtained. It can be easily separated by distillation under reduced pressure.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the hydrogenative cleavage of acetals, characterized in that acetals or acetal-containing mixtures are treated with hydrogen together with at least the amount of water required for acetal saponification in the presence of a hydrogenation catalyst and small amounts of your acid or its acidic salts which cause the saponification of the acetal group.