EP0277048B1 - Verfahren zur elektrochemischen Herstellung von Carbonsäuren - Google Patents

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EP0277048B1 EP88400025A EP88400025A EP0277048B1 EP 0277048 B1 EP0277048 B1 EP 0277048B1 EP 88400025 A EP88400025 A EP 88400025A EP 88400025 A EP88400025 A EP 88400025A EP 0277048 B1 EP0277048 B1 EP 0277048B1
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atom
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Jacques Chaussard
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    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B3/00—Electrolytic production of organic compounds
    • C25B3/20—Processes
    • C25B3/25—Reduction

Claims (17)

1. Verfahren zur Elektrosynthese von Carbonsäuren der allgemeinen Formel R-COOH, in der R eine organische Gruppe bedeutet, durch elektrochemische Reduktion von organischen Verbindungen der allgemeinen Formel R-Y, in der R die oben angegebene Bedeutung besitzt und Y eine ein Heteroatom enthaltende Gruppe darstellt, das über eine einfache kovalente Bindung direkt an ein Kohlenstoffatom der Gruppe R gebunden ist, in einem organischen Medium in Gegenwart von gasförmigem Kohlendioxid in einer mit Elektroden versehenen Elektrolysezelle, von denen die Anode aus einem unter den reduzierenden Metallen und ihren Legierungen ausgewählten Metall besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das über eine einfache kovalente Bindung direkt an ein Kohlenstoffatom der Gruppe R gebundene Heteroatom der Gruppe Y unter Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor ausgewählt ist, wobei die ein Heteroatom enthaltende Gruppe Y
- eine Ammoniumgruppe ist, wenn das Heteroatom Stickstoff ist, und
- eine Phosphoniumgruppe ist, wenn das Heteroatom Phosphor ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode aus einem unter Magnesium, Aluminium, Zink und deren Legierungen ausgewählten Metall besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ein Heteroatom enthaltende Gruppe Y unter folgenden Gruppen ausgewählt ist: Carboxylat, Carbonat, Carbamat, Alkoxy, Sulfonat, Sulfinat, Sulfat, Nitrat, Phosphat, Phosphit, Alkylthio, Thiocyanat, Sulfinyl, Sulfonyl, Alkoxysulfinyl, Alkoxysulfonyl und Sulfonium.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das direkt an das Heteroatom der Gruppe Y gebundene Kohlenstoffatom der organischen Gruppe R sp³ -hybridisiert ist und mindestens eines der Kohlenstoffatome der Gruppe R in β-Stellung in bezug auf das Heteroatom der Gruppe Y sp² -hybridisiert ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das sp² -hybridisierte Kohlenstoffatom der Gruppe R in β-Stellung in bezug auf das Heteroatom der Gruppe Y ein ethylenisches Kohlenstoffatom oder ein Kohlenstoffatom ist, das Teil eines aromatischen Rings oder aromatischen heterocyclischen Rings ist, wobei diese Ringe substituiert oder unsubstituiert sind.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das sp² -hybridisierte Kohlenstoffatom der Gruppe R in β-Stellung in bezug auf das Heteroatom der Gruppe Y ein ethylenisches Kohlenstoffatom ist und die Gruppe R eine aliphatische Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt.
7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das sp² -hybridisierte Kohlenstoffatom der Gruppe R in β-Stellung in bezug auf das Heteroatom Teil eines substituierten oder unsubstituierten aromatischen Rings ist und das sp³ -hybridisierte Kohlenstoffatom der Gruppe R, das direkt an das Heteroatom gebunden ist, entweder zwei Wasserstoffatome oder ein Wasserstoffatom und eine Methyl-, Ethyl- oder Isopropylgruppe aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe R eine Benzylgruppe ist.
9. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das sp² -hybridisierte Kohlenstoffatom der Gruppe R in β-Stellung in bezug auf das Heteroatom Teil eines aromatischen Heterozyklus ist, der unter Thiophen, N-Methylpyrrol, Indol und Pyridin ausgewählt ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein organisches Lösungsmittel verwendet wird, das ausgewählt ist unter Hexamethylphosphortriamid (HMPT), Tetrahydrofuran (THF), THF-HMPT-Gemischen, N-Methylpyrrolidon (NMP), Tetramethylharnstoff (TMU), Dimethylformamid (DMF) und Acetonitril.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner in Gegenwart eines indifferenten Elektrolyten durchgeführt wird, um damit das Medium elektrisch leitend zu machen oder seine Leitfähigkeit zu erhöhen.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des indifferenten Elektrolyten 5·10_3 bis 5·10_2 M beträgt.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der organischen Verbindungen der allgemeinen Formel RY im organischen Lösungsmittel 10_1 bis 1 M beträgt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrosynthese bei einer Temperatur von 10 bis 30°C durchgeführt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des gasförmigen Kohlendioxids dem Atmosphärendruck entspricht.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrosynthese bei konstanter Stromstärke durchgeführt wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode aus rostfreiem Stahl besteht.
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