EP0966418A1 - Method for producing acetals - Google Patents

Method for producing acetals

Info

Publication number
EP0966418A1
EP0966418A1 EP98916896A EP98916896A EP0966418A1 EP 0966418 A1 EP0966418 A1 EP 0966418A1 EP 98916896 A EP98916896 A EP 98916896A EP 98916896 A EP98916896 A EP 98916896A EP 0966418 A1 EP0966418 A1 EP 0966418A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
catalyst
ligands
elements
catalysts
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98916896A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jürgen KANAND
Rocco Paciello
Michael Röper
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of EP0966418A1 publication Critical patent/EP0966418A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C41/00Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
    • C07C41/48Preparation of compounds having groups
    • C07C41/50Preparation of compounds having groups by reactions producing groups
    • C07C41/54Preparation of compounds having groups by reactions producing groups by addition of compounds to unsaturated carbon-to-carbon bonds

Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of acetals by reacting an allyl ether with an alcohol.
  • Acetals are widely used in industry, for example as starting materials for the preparation of the corresponding aldehydes by the hydrolysis of the acetal or as reagents for the production of acetals from aldehydes or ketones by transacetalization.
  • perfumery acetals are used as fragrances [see. Fragrances, flavors, cosmetics 27 . , 71 (1977)].
  • Acetals are generally prepared from the corresponding aldehydes or ketones by reacting them with an alcohol with acid catalysis [Fragrances, Flavors, Cosmetics 22, 71 (1977)].
  • the aldehydes in question are not available in the desired amounts from natural sources, or the price of the aldehydes obtainable from natural raw materials is so high that it precludes extensive technical utilization of these aldehydes for the various purposes. There is therefore a need for processes which enable the economical production of acetals based on petrochemical raw materials.
  • 4,658,069 relates to a process for converting allyl ethers which additionally contain a formyl or carboxy group into the corresponding diacetals, the allyl ether being reacted with an alkanol under anhydrous conditions in a first stage and then in this reaction water formed is removed and in a second stage, the allyl ether acetal obtained in the first stage is converted to a saturated diacetal with the aid of a ruthenium halide catalyst and an alkanol.
  • Iridium, rhodium, osmium, palladium and platinum halides are also mentioned as suitable catalysts. Since these halides of the platinum metals are not sufficiently stable under the reaction conditions and tend to deposit the platinum metal in question on the walls of the reaction apparatus, which leads to losses of the expensive platinum metal, this process is not economical on an industrial scale.
  • JP-A 25114/1972 relates to a process for the preparation of acetals from allyl ethers by reacting them with an alkanol in the presence of a ruthenium (III) chloride catalyst.
  • a ruthenium (III) chloride catalyst In the example of this application, 1-methoxy-2, 7-octadiene is reacted with methanol and using RuCl 3 under a nitrogen atmosphere to give 1, 1-dirnethoxyoct-7-ene.
  • This process also has the disadvantage of poor catalyst stability.
  • the present invention was therefore based on the object of finding an economical process for the preparation of acetals from allyl ethers which does not have the disadvantages of the prior art.
  • a process for the preparation of acetals by the reaction of allyl ethers with alcohols is characterized in that an allyl ether with an alcohol in the liquid phase in the presence of a homogeneous catalyst from an organometallic compound of an element from the group VIA and / or VIIIA of the Periodic Table of the elements or in the presence of a heterogeneous catalyst which contains one or more elements from groups VIA, VIIA and / or VIIIA of the Periodensy ⁇ stems of the elements, is reacted under substantially anhydrous conditions.
  • allyl ⁇ serve ether of the formula I 0 R2
  • R 1 is hydrogen or an organic radical, in particular a cyclic, straight-chain or branched hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms.
  • hydrocarbon groups are alkyl groups, C 3 - to C ⁇ 7 alkenyl whose double bond is preferably in conjugation with the allylic double bond, aryl groups such as phenyl or naphthyl, C 3 - to C ⁇ -cycloalkyl or alkylaryl, or aralkyl groups.
  • these hydrocarbon groups can be substituted with 1 to 3 substituents which are inert under the reaction conditions, such as ester groups or alkoxy or aryloxy groups.
  • R 1 is preferably a straight-chain, branched or cyclic alkyl group.
  • the radical R 2 in the allyl ether of the formula I is an organic radical having 1 to 20, preferably 1 to 10, carbon atoms.
  • Preferred radicals R 2 are hydrocarbon groups, for example a straight-chain or branched C 1 to C 0 , preferably C 1 to C 10 alkyl groups, a C 3 to C 8 cycloalkyl group, a C 3 to C 20 , preferably a C 3 - To C ⁇ 2 alkenyl or C 5 - to C ⁇ -cycloalkenyl group, where the double bond of these alkenyl groups is preferably not in the ⁇ -position to the oxygen atom of the allyl ether, a C 6 to Cio-aryl group, such as the phenyl or naphthyl group , or a C - to Cn-aralkyl or alkylaryl group.
  • the radical R 2 is preferably bonded to the oxygen tom of the allyl ether I via a primary, secondary carbon atom.
  • Particularly preferred radicals R 2 are straight-chain or branched alkyl groups or alkenyl groups.
  • the organic radicals R 2 can carry 1 to 2 substituents which are inert under the reaction conditions, for example C ⁇ ⁇ to C ⁇ o "alkoxy groups.
  • the radical R 2 can also be substituted with 1 to 2 hydroxyl groups.
  • allyl ethers I suitable as starting materials in the process according to the invention are listed below as examples: allyl methyl ether, allyl ethyl ether, allyl n-propyl ether, allyl n-butyl ether, diallyl ether, (but -2-enyl) methyl ether, (but-2-enyl) ethyl ether, (but-2-enyl) -n-propyl ether, (but -2-enyl) -n-butyl ether, di- (but -2 -enyl) ether, (octa-2, 7-dienyl) methyl ether, (octa-2, 7-dienyl) -n-butyl ether, di- (octa-2, 7 -dienyl ) ether, l-butoxydodecatriene-2, 7, 11.
  • R 3 OH II which is used
  • the radical R 3 can be the same or different from the radical R 2 contained in the allyl ether used.
  • primary or secondary, more preferably primary alcohols R 3 0H are used in the inventive method.
  • Tertiary alcohols R 3 0H can also be used, however, depending on the steric nature of the radical R 2 , steric hindrances can occur during the course of the reaction.
  • the alcohol R 3 OH is therefore preferably chosen so that there is no steric hindrance with the radical R 2 .
  • Aliphatic Ci to C 4 alcohols are particularly preferably used as R 3 OH, in particular methanol, ethanol, n-propanol, isobutanol and n-butanol.
  • alcohols R 3 0H and multivalent alcohols such as ethylene glycol, 1, 2 -propylene glycol, 1, 3 -propylene glycol,
  • 1,4-butanediol or 1,6-hexanediol can be used. If the radical R 2 contains a free hydroxyl group, this can react intramolecularly or intermolecularly with the double bond to form cyclic or acyclic acetals, ie in such a case the hydroxyl group present in the radical R 2 functions as alcohol R 3 OH.
  • Homogeneous catalysts for the acetalization of the allyl ether I to the acetal III in the process according to the invention can be a large number of organometallic compounds of transition metal elements, in particular those containing elements from groups VIA and VIIIA of the Periodic Table of the Elements, preferably molybdenum, iron, cobalt, nickel, in particular the platinum metals ruthenium , Rhodium, palladium platinum, osmium and / or iridium, particularly preferably, ruthenium, rhodium, iridium or osmium.
  • complexes can exist as neutral complexes or can be charged and form a salt with an anion.
  • simple salts of these transition metals with, for example, carboxylic acid, carbonic acid, hydrocyanic acid, which do not contain any of the aforementioned organic ligands are not considered as organometallic compounds in the sense of the present application.
  • carboxylato, cyano or carbonyl complexes of the transition metals such as dicobalt octacarbonyl (C0 (CO) ⁇ ) or hydridocobalt tetracarboxyl (HCo (CO) 4 ), which do not contain any of the aforementioned organic ligands.
  • complexes of the transition metals with the aforementioned organic ligands which additionally contain carboxylates, alcoholates, cyanide, carbonate or the carbonyl ligands in complex form, or which contain a carboxylate,
  • phosphine ligands can be used as ligands.
  • Suitable phosphine ligands are, for example, trialkylphosphines, triarylphosphines, alkyldiarylphosphines, aryldialkylphosphines, aryldiphosphines, alkyldiphosphines and arylalkyldiphosphines.
  • the alkyl group-bearing phosphine ligands can contain identical or different C 1 ⁇ to C 0 , preferably C 1 to C 6 alkyl or cycloalkyl groups.
  • the aryl group-bearing phosphine ligands can contain the same or different C 6 - to C ⁇ 2 aryl groups, in particular the phenyl or naphthyl group but also diphenyl groups. Furthermore, phosphine ligands can be used to complex the group VIA or VIIIA elements, the heterocycloaliphatic groups such as pyrrolidine, imidazolidine, piperidine, morpholine, oxazolidine, piperazine or triazolidine groups or heteroaromatic groups, such as Pyrrole, imidazole, oxazole, indole, pyridine, quinoline, pyrimidine, pyrazole, pyrazine, pyridazine or quinoxaline groups together with other alkyl or carry aryl groups.
  • the heterocycloaliphatic groups such as pyrrolidine, imidazolidine, piperidine, morpholine, oxazolidine, piperazine or tri
  • the alkyl or aryl groups of the ligands may be unsubstituted or under the reaction conditions inert substituents, such as C ⁇ ⁇ C to 4 ⁇ alkoxy or di-C ⁇ ⁇ to C 4 alkylamino, Ci to C6 alkyl, nitro, Wear cyano or sulfonate groups.
  • suitable sulfonated phosphine ligands include triphenylphosphine trisulfonate (TPPTS) and triphenylphosphine monosulfonate (TPPMS) (Angew. Chem. S &. 1588 (1993)).
  • preferred phosphine ligands are bidentate phosphine ligands of the general formula which are bridged via C 1 -C 4 -alkylene groups
  • n is an integer from 1 to 4 and the radicals A are identical or different Ci to Cio alkyl or C 5 to C ⁇ 'cycloalkyl groups, some of which have been mentioned above by way of example.
  • the alkyl or arylphosphine ligands can be prepared using conventional methods, for example according to the methods described in Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Volume XII / 1, 4th edition, p. 17 -65 and pp. 182-186, Thieme, Stuttgart, 1963 and volume E 1, 4th edition, pp. 106-199, Thieme, Stuttgart, 1982.
  • Suitable phosphite ligands are, for example, trialkyl phosphites, alkyl diaryl phosphites, triaryl phosphites, alkyl bisphosphites, aryl bisphosphites, alkyl aryl bisphosphites.
  • the alkyl group-bearing phosphite ligands can contain identical or different C ⁇ to C ⁇ ⁇ , preferably C] _ to C 6 alkyl or cycloalkyl groups.
  • the aryl group-bearing phosphite ligands can contain identical or different Cg to C ⁇ 2 aryl groups, in particular the phenyl or naphthyl group, but also the diphenyl group or the binaphthyl group.
  • phosphite ligands can be used to complex the transition metals, the heterocycloaliphatic groups such as pyrrolidine, imidazolidine, piperidine, morpholine, oxazolidine, piperazine or triazolidine groups or heteroaromatic groups such as pyrrole, imidazole, oxazole -, Indole, pyridine, quinoline, pyrimidine, pyrazole, pyrazine, pyridazine or quinoxazoline groups together with other alkyl or aryl groups.
  • the heterocycloaliphatic groups such as pyrrolidine, imidazolidine, piperidine, morpholine, oxazolidine, piperazine or triazolidine groups or heteroaromatic groups
  • heteroaromatic groups such as pyrrole, imidazole, oxazole -, Indole, pyridine, quinoline, pyrimidine, pyrazole, pyrazine, pyr
  • the alkyl or aryl groups of the phosphite ligands can be unsubstituted or substituents which are inert under the reaction conditions, such as C 1 -C 4 -alkoxy, di-C 1 -C 4 -alkyla1tu.no-, C 1 -C 6 - Wear alkyl, hydroxy, nitro, cyano or sulfonate groups.
  • the sulfonate-substituted phosphite ligands and their complexes are generally water-soluble.
  • Suitable phosphite ligands are, for example, trimethyl phosphite, triethyl phosphite, tripropyl phosphite, triisopropyl phosphite, tributyl phosphite, tricyclopentyl phosphite, tricyclohexylphosphite, triphenyl phosphite and those described in EP-A 472 071, EP-A 213 639, DE-A 214 622 A 2 733 796, EP-A 2261, EP-A 2821, EP-A 9115, EP-A 155 508, EP-A 353 770, US-A 4 318 845, US-A 4 204 997 and US-A 4 362,830 described mono- and bisphosphite ligands.
  • Some of these ligands are commercially available, for example 2, 2'-bipyridine
  • the complexes of the elements of group VIA or VIIIA which can be used in the process according to the invention can either be generated in situ in the reaction mixture or added to the reaction mixture in preformed form. To generate these complexes in situ, the procedure is generally to use compounds of the group VIA or VIIIA elements, e.g.
  • the ligand in question is added with respect to the Group VIA or VIIIA element in a molar ratio of 1 to 200, preferably 1 to 50, in particular 1 to 10.
  • the above-mentioned organometallic compounds of the transition metals contain phosphorus-containing ligands, in particular phosphine ligands, containing carbonyl complexes of the platinum metals, such as HRh (PPh 3 ) 3 (CO), IrCl (CO) (PPh 3 ) 3 , [Ir (cycloocta - dienyl) PPh 3 ) _] PF 6 , HRuCl (PPh 3 ) 3 (CO), HRu (CO) (CH 3 COO) (PPh 3 ) 2 , H 2 Ru (CO) (PPh 3 ) 3 , HRuCl ( CO) (hexyldiphenylphosphine) 3 , RuH 2 (PPH 3 ) 4 , RuCl 2 (CO) 2 (PPh 3 ) 3 or RuH (CO) (C 9 H 19 COO) (PPh 3 ) 2 - C 9 H 19 COO the capric acid anion - particularly preferred
  • halogen-free complexes are again preferred, for example those which contain the conjugate base of an OH-acidic, organic compound as ligands, OH-acidic, organic compounds being understood as meaning those compounds which give an acidic reaction in aqueous solution, such as monocarboxylic acids, monosulfonic acids or non-chelating phenols.
  • ligands C - to C 2 o "-carboxylic acid anions, which preferably derive from a monocarboxylic acid, such as acetate, propionate, butyrate, isobutyrate,
  • Phenolates which can advantageously be used as ligands in such transition metal-organic compounds are, for example, the phenolate and naphtholate anions and, on the aromatic nucleus, phenolate and naphtholate anions substituted with substituents which are inert under the reaction conditions, for example Ci to C 2 o "alkyl, preferably Ci to -C 0 alkyl-substituted phenolates or naphtholates, such as methylphenolate, nonylphenolate, 2,6-di-tert-butylphenolate or 2,6-di-butyl-4-methylphenolate anions.
  • Sulfonate ligands which can advantageously be used for this purpose are e.g. Alkyl sulfonates such as the methanesulfonate or octyl sulfonate, dodecyl sulfonate, octadecyl sulfonate or trifluoromethanesulfonate anion or aryl sulfonates such as the toluenesulfonate anion.
  • Alkyl sulfonates such as the methanesulfonate or octyl sulfonate, dodecyl sulfonate, octadecyl sulfonate or trifluoromethanesulfonate anion or aryl sulfonates such as the toluenesulfonate anion.
  • These complexes containing carboxylate ligands can, for example, starting from RuH (PPb. 3 ) 3 (CO), which is accessible, for example, according to Uttley et al, Inorganic Syntheses, Vol. XVII, 125 (1977), by reaction with the corresponding carboxylic acids analogously to by Robinson et al, J. Chem. Soc, Dalton Trans. 1912 (1973), Frediani et al, ib. 165 (1990), ib. 1705 (1990), ib. 3663 (1990) and Frediani et al, J. Organomet Chem. 454, C17-C19 (1993) methods developed.
  • the corresponding complexes containing phenolate ligands can accordingly be obtained by the reaction of HRu (CO) (PPh 3 ) 3 with the phenols in question.
  • Complexes containing sulfonate ligands can be obtained, for example, by the process described in US Pat. No. 4,892,955.
  • the halogen-containing homogeneous catalysts can, for example, according to the method of Uttley et al, Inorganic Syntheses, Vol. XV, 45
  • the aforementioned catalysts which are added to the reaction mixture as such or - this applies in particular to the homogeneous catalysts containing carboxylate or phenolate ligands - also in situ in the reaction mixture, by reacting RuH 2 (PPH 3 ) 3 (CO ) with the carboxylic acid or phenol in question.
  • complexes containing hydrido and / or carbonyl ligands can be generated in situ in the reaction mixture by pressing on molecular hydrogen and / or carbon monoxide, starting from complexes which have no hydrido or carbonyl ligands.
  • Transition organometallic compounds especially organic ruthenium compounds, which contain carboxylate, sulfonate or phenolate ligands and contain additional phosphorus-containing ligands, in particular phosphine or phosphite ligands, preferably phosphine ligands and optionally carbonyl ligands, are characterized in the process according to the invention as homogeneous catalysts for the catalysis of acetalization both by a high activity and selectivity as well as by a high stability and thus a long service life.
  • the advantageous properties of these homogeneous catalysts can additionally be improved by carrying out the acetalization in the presence of an amount of the acidic compound in question which exceeds the stoichiometric amount required to form the transition metal carboxylate or phenolate complex in question, so that the acidic compound in question is released Form in equilibrium with the transition metal-organic compound serving as a homogeneous catalyst is present in the reaction mixture.
  • the same acidic compound is expediently used as is bound to the transition metal in the transition metal-organic compound, but the addition of other acidic organic compounds is equivalent to this measure.
  • the acidic organic compound is used in a molar ratio of 1: 1 with respect to the transition metal-organic compound functioning as a homogeneous catalyst.
  • the hydrogen and / or the carbon monoxide react with the transition metal complexes present as homogeneous catalysts in the reaction mixture, and consequently in the reaction mixture under these conditions, several catalytically active, organometallic transition metal complexes which are in the essentially by the number of their hydrido- and Differentiate carbonyl ligands, which may be in equilibrium with one another.
  • the phosphine or phosphite is generally in a 2 to 100 molar, preferably in a 2 to 20 molar and, with respect to the phosphine or phosphite complex of the transition metal element particularly preferably added in a 2 to 10 molar amount. If the as
  • the transition metal catalysts which are homogeneously soluble in the reaction medium are generally used in amounts of from 0.001 to 1 mol%, preferably from 0.01 to 1 mol%, based on the allyl ether I fed to the reactor. It goes without saying for the person skilled in the art that the amount of homogeneous catalyst to be added depends on the catalytic activity of the homogeneous catalyst used in each case. Depending on the type of homogeneous catalyst used, a greater or lesser amount of catalyst can therefore advantageously be added to the reaction mixture. The optimum amount for the particular homogeneous catalyst used is expediently determined in a preliminary test.
  • the acetalization can be carried out discontinuously, e.g. in stirred tanks or continuously, e.g. in loop reactors or stirred tank cascades, at temperatures of generally from 20 to 200 ° C., preferably from 60 to 180 ° C., in particular from 80 to 160 ° C. and at a pressure of generally 1 to 100 bar, preferably from 1 to 60 cash.
  • Acetalization can be carried out in the presence or absence of added solvents such as aliphatic or aromatic hydrocarbons e.g. Toluene, benzene or cyclohexane, ethers, e.g.
  • Dibutyl ether tetrahydrofuran, dioxane or liquid, low molecular weight polyalkylene glycols, halogenated aliphatic or aromatic hydrocarbons, e.g. Chloroform, dichloromethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, sulfoxides or sulfones, e.g. Dimethyl sulfoxide or sulfolane.
  • the acetalization according to the invention takes place under essentially water-free conditions, ie in the absence of technically effective amounts of water, since the presence of water has a disadvantageous effect on the result of the acetalization reaction. It understands it goes without saying that the presence of small traces of water, which have no measurable influence on the yield and economy of the process according to the invention, can be tolerated.
  • the isomerization and acetalization of the allyl ether I to the acetal III can also take place in a phosphine melt.
  • This procedure can advantageously be used with homogeneous catalysts containing phosphine.
  • the phosphine which serves as a solvent can in principle be chosen arbitrarily, but preferably that melt is used in the phosphine which serves as a ligand in the transition metal element complex which serves as a homogeneous catalyst.
  • the addition of the alcohol R 3 OH II can be varied over a wide range.
  • the equimolar amount required to form acetal III can, if desired, also be exceeded.
  • the alcohol R 3 OH II to the reactor based on the allyl ether I used, in a molar ratio II / I of 1: 1 to 100: 1, preferably from 1: 1 to 10: 1, in particular from 1: 1 to 5 : 1 fed.
  • Higher molar excesses of the alcohol R 3 OH II with respect to the allyl ether I generally do not have a disadvantageous effect on the result of the reaction, but the alcohol R 3 OH II is expediently used in the aforementioned proportions.
  • the reaction product is generally worked up by distillation, it being possible for the homogeneous catalyst to be recovered from the bottom of the distillation and, if desired, to be reused. If it is desired to reuse the catalyst, a solvent which has a higher boiling point than the acetal III formed in the reaction can advantageously be added to the reaction mixture before the distillation. If the homogeneous catalyst used is thermally and chemically stable under the conditions of the distillation, the addition of a high-boiling solvent can be dispensed with and the homogeneous catalyst e.g. be returned to the reaction in a triphenylphosphine melt.
  • the isomerization of the allyl ether and acetalization is I to acetal III leads out using a heterogeneous catalyst ⁇ , the method advantageously is carried out in liquid phase. It has surprisingly been found that heterogeneous hydrogenation catalysts which are per se conventional and are essentially insoluble in the reaction medium can be used as catalysts for the conversion of the allyl ether I to the acetal III.
  • hydrogenation catalysts preference is given to those which contain one or more elements from groups IA, VIA, VIIA or VIIIA, optionally in combination with one or more elements from group VA, from the periodic table of the elements, in particular chromium, molybdenum, tungsten, rhenium, ruthenium, Contain cobalt, nickel, rhodium, iridium, osmium, palladium and / or platinum, optionally in combination with iron and / or copper.
  • So-called precipitation catalysts can be used as heterogeneous catalysts in the process according to the invention.
  • Such catalysts can be produced by removing their catalytically active components from their salt solutions, in particular from the solutions of their nitrates and / or acetates, for example by adding solutions of alkali metal and / or alkaline earth metal hydroxide and / or carbonate solutions, precipitates as, for example, poorly soluble hydroxides, oxide hydrates, basic salts or carbonates, the precipitates obtained subsequently dry and these are then calcined at generally 300 to 700 ° C., in particular 400 to 600 ° C., into the oxides, mixed oxides and / or mixed-valentines in question Converts oxides, which, for example, by treatment with reducing agents such as hydrogen or hydrogen-containing gases at 50 to 700 ° C, in particular at 100 to 400 ° C, reduced to the relevant metals and / or to oxidic compounds of low oxidation level and be converted into the actual, catalytically
  • the precipitation of the catalytically active components can take place in the presence of the support material.
  • the catalytically active components can, however, advantageously also be precipitated from the relevant salt solutions at the same time as the support material, as is the case, for example, when the catalytically active components are precipitated by means of a water glass solution.
  • Catalysts which contain the catalytically active metals or metal compounds deposited on a support material are preferably used in the process according to the invention.
  • precipitation catalysts which, in addition to the catalytically active components, additionally contain a support material
  • the way in which the catalytically active metals are applied to the support is generally not critical to the result of the process and can be accomplished in a variety of ways.
  • the catalytically active metals can be applied to these carrier materials e.g. by impregnation with solutions or suspensions of the elements or salts relating to salts, drying and subsequent reduction of the metal compounds to the relevant metals or oxidic compounds of a low oxidation level by means of a reducing agent, preferably with the aid of hydrogen, hydrogen-containing gases or hydrazine.
  • a reducing agent preferably with the aid of hydrogen, hydrogen-containing gases or hydrazine.
  • Another possibility for applying the catalytically active metals to these supports is that
  • Carrier with solutions of easily decomposable salts e.g. with nitrates or with thermally easily decomposable complex compounds, e.g. To impregnate carbonyl or hydrido complexes of the catalytically active metals and to heat the support soaked in order to thermally decompose the adsorbed metal compounds to temperatures of 300 to 600 ° C.
  • This thermal decomposition is preferably carried out under a protective gas atmosphere. Suitable protective gases are e.g. Nitrogen, carbon dioxide, hydrogen or the noble gases.
  • the catalytically active metals can be deposited on the catalyst support by vapor deposition or by flame spraying.
  • supported catalysts are used whose content of catalytically active metals is 0.1 to 80% by weight, preferably 0.5 to 30% by weight, based on the total catalyst. Since these content data material related to the total catalyst including carrier, the different support materials, however, have surfaces very different specific gravities and specific top, this information but can be exceeded even under- or over ⁇ , without this having a detrimental effect on the result of the inventive method affects.
  • catalytically active metals can also be applied to the respective carrier material. May continue to the catalytically active metals, for example, by the processes of DE-A 2519817, EP-A 147 219 and EP-A are brought to the carrier on ⁇ 285,420.
  • the catalytically active metals according to the aforementioned Writings present the catalytically active metals as an alloy, which are produced by thermal treatment and / or reduction of the salts or complexes of the aforementioned metals deposited on a support, for example by impregnation.
  • oxides of aluminum or titanium, zirconium dioxide, silicon dioxide, diatomaceous earth, silica gel, clays, e.g. Montmorillonites, silicates such as magnesium or aluminum silicates, zeolites such as ZSM-5 or ZSM-10 zeolites and activated carbon can be used.
  • Preferred carrier materials are aluminum oxides, titanium dioxide, zirconium dioxide and activated carbon. Mixtures of different support materials can of course also serve as supports for catalysts which can be used in the process according to the invention.
  • Hydrogenation catalysts which contain Bronsted and / or Lewis acidic centers can also advantageously be used in the process according to the invention.
  • the catalytically active metals themselves can act as Bronsted or Lewis acidic centers if they are not completely reduced to the metals in question when the catalyst is activated with gases containing hydrogen or hydrogen.
  • Such Lewis or Bronsted acidic or basic centers can also be introduced into the catalyst via the support material used.
  • Support materials containing Lewis ⁇ or Brönsted acidic centers are, for example, aluminum oxides, titanium dioxide, zirconium dioxide, silicon dioxide, called silicates, clays, zeolites, magnesium-aluminum mixed oxides and activated carbon.
  • supported catalysts as hydrogenation catalysts which contain elements of IA, VI., VII. And / or VIII.
  • Subgroup of the Periodic Table of the Elements in particular the elements of VII. And VIII.
  • Particularly advantageous catalysts are e.g. Ruthenium
  • Activated carbon ruthenium on aluminum oxide, ruthenium on silicon dioxide, ruthenium on magnesium oxide, ruthenium on zirconium dioxide, ruthenium on titanium dioxide, palladium on aluminum oxide, palladium on silicon dioxide, palladium on zirconium dioxide, palladium on barium sulphate and palladium on activated carbon catalysts partially poisoned with selenium or lead.
  • Catalysts which themselves have no such Bronsted or Lewis acidic centers can be Lewis or Bronsted acidic components, such as zeolites, aluminum or silicon oxides,
  • Phosphoric acid or sulfuric acid can be added. They are generally used in amounts of from 0.01 to 5% by weight, preferably from 0.05 to 0.5% by weight and particularly preferably from 0.1 to 0.4% by weight, based on the weight of the catalyst used.
  • heterogeneous catalysts which contain the organometallic complex compounds of transition metal elements from group VIA and VIIIA of the periodic table of the elements which can be used for the homogeneous catalysis of this process step in heterogeneous form, for example those in which the corresponding Transition metal element is fixed to a polymer matrix.
  • Such polymeric matrices can be resins, such as styrene-divinylbenzene resins or phenol-formaldehyde resins, to which the ligands in question which serve to complex the transition metal element are preferably covalently bound, which in turn form complexes with the transition metals in question and quasi immobilize them in this way.
  • heterogenized, polymer-bonded group VIA or group VIIIA element complexes are, for example, by the method of Zhuangyu et al. (Reactive Polymers £, 249 (1988)) or after
  • the heterogeneous catalyst can either be suspended in the liquid reaction medium or preferably arranged in a fixed bed or several fixed beds.
  • the process can be carried out using a heterogeneous catalyst suspended in the liquid reaction medium, e.g. be carried out in stirred tanks or loop reactors.
  • a heterogeneous catalyst arranged in a fixed bed the reaction mixture is generally passed over the fixed catalyst bed in the bottom or trickle mode.
  • the catalyst is loaded with the liquid reaction mixture at a space velocity of 0.001 to 2, preferably from 0.01 to 1.5 and particularly preferably from 0.05 to 1 kg of reaction mixture / 1 hour of catalyst.
  • the reaction can take place in the presence or absence of a solvent.
  • the same solvents can be used as solvents which can also be used in carrying out the process under homogeneous catalysis.
  • the addition of the alcohol R 3 0H II to produce the acetal III from the allyl ether I can be varied over a wide range.
  • the required equimolar amount can, if desired, also be exceeded.
  • the alcohol R 3 OH II is the reactor, based on the allyl ether I used in this reaction in a molar ratio II / I of 1: 1 to 100: 1, preferably from 1: 1 to 10: 1, in particular 1 : 1 to 5: 1 fed.
  • Higher molar excesses of the alcohol with respect to the adduct generally do not have a disadvantageous effect on the result of the reaction, but the alcohol R 3 OH II is expediently used in the context of the quantitative ratios mentioned above.
  • the isomerization and acetalization of the allyl ether to the acetal III on the heterogeneous Catalyst in the liquid phase is generally at a temperature from 20 to 300 ° C, preferably from 50 to 280 ° C and particularly preferably from 80 to 250 ° C and at a pressure of generally 1 to 100 bar, preferably from 1 to 50 bar, especially from 2 to 10 bar.
  • the liquid reaction product from this process stage is generally worked up by distillation in an analogous manner to that which has already been described for carrying out this process stage with homogeneous catalysts.
  • heterogeneous catalysts there is naturally no need to recycle the catalyst, as may be expedient and advantageous when using homogeneous catalysts.
  • acetals can be prepared in good yields and selectivities starting from allyl ethers.
  • the catalysts to be used in the process according to the invention are notable for good separability from the reaction product and also for good stability, as a result of which the disadvantages of the prior art can be overcome.
  • a glass autoclave was mixed with 0.10 g of the heterogeneous catalyst palladium on activated carbon (10 wt.% Pd), 3.0 g (24 mmol) 1-butoxybut-2-ene and 1.73 g (24 mmol) n -Butanol filled. After 16 stun ⁇ at 150 ° C under a hydrogen atmosphere (1 bar) the reac tion mixture was ⁇ Siert means of calibrated gas chromatography analy ⁇ . With a conversion of 21%, 1, 1-dibutoxybutane with a selectivity of 42%, dibutyl ether with 25% and 1-butoxybut-l-ene with 22% was formed.

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Abstract

The invention relates to a method for producing acetals by reacting allyl ethers with alcohols. According to said method, an allyl ether is reacted with an alcohol in liquid phase in the presence of a homogenous catalyst from an organometallic compound of an element from group VIA and/or VIIIA of the periodic table of elements or in the presence of a heterogeneous catalyst containing one or more elements from the groups IA, VIA, VIIA and/or VIIIA of the periodic table of elements in essentially water-free conditions.

Description

Verfahren zur Herstellung von AcetalenProcess for the production of acetals
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Acetalen durch die Umsetzung eines Allylethers mit einem Alkohol .The present invention relates to a process for the preparation of acetals by reacting an allyl ether with an alcohol.
Acetale finden in der Technik vielfältige Verwendung, z.B. als Ausgangsmaterialien zur Herstellung der entsprechenden Aldehyde durch die Hydrolyse des Acetals oder als Reagenzien zur Herstellung von Acetalen aus Aldehyden oder Ketonen durch Umacetali- sierung. In der Parfümerie werden Acetale als Riechstoffe verwendet [s. Riechstoffe, Aromen, Kosmetika 27., 71 (1977)].Acetals are widely used in industry, for example as starting materials for the preparation of the corresponding aldehydes by the hydrolysis of the acetal or as reagents for the production of acetals from aldehydes or ketones by transacetalization. In perfumery, acetals are used as fragrances [see. Fragrances, flavors, cosmetics 27 . , 71 (1977)].
Acetale werden im allgemeinen aus den entsprechenden Aldehyden oder Ketonen durch deren Umsetzung mit einem Alkohol unter Säure- katalyse hergestellt [Riechstoffe, Aromen, Kosmetika 22, 71 (1977)] . In vielen Fällen stehen die betreffenden Aldehyde aus natürlichen Quellen nicht in den gewünschten Mengen zur Verfügung oder der Preis der aus natürlichen Rohstoffen erhältlichen Aldehyde ist so hoch, daß er einer umfangreichen technischen Verwertung dieser Aldehyde für die unterschiedlichen Verwendungs- zwecke entgegensteht. Es besteht somit ein Bedarf nach Verfahren, die die wirtschaftliche Herstellung von Acetalen auf petrochemi- scher Rohstoffbasis ermöglichen.Acetals are generally prepared from the corresponding aldehydes or ketones by reacting them with an alcohol with acid catalysis [Fragrances, Flavors, Cosmetics 22, 71 (1977)]. In many cases, the aldehydes in question are not available in the desired amounts from natural sources, or the price of the aldehydes obtainable from natural raw materials is so high that it precludes extensive technical utilization of these aldehydes for the various purposes. There is therefore a need for processes which enable the economical production of acetals based on petrochemical raw materials.
US-A 4 788 325 und Chang [J. Organomet. Chem. l, 31 (1995)] beschreiben die Umsetzung von Allylethern mit Alkoholen in Gegenwart von Wasserstoff und Kohlenmonoxid mit Dikobaltoctacarbonyl (Co (CO) β) als Katalysator. Dieses wird entweder direkt in die Umsetzung als Katalysator eingesetzt oder in situ im Reaktionsgemisch durch die Carbonylierung von Kobaltsalzen mit Kohlenmonoxid unter hohem Druck erzeugt. Das Dikobaltoctacarbonyl wird unter den Reaktionsbedingungen durch den Wasserstoff in Hydridokobalt- tetracarbonyl (HCo(CO) ) umgewandelt, welches die eigentliche katalytisch aktive Spezies ist. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß die eingesetzten Kobaltcarbonylverbindungen relativ leichtflüchtig sind und zum Teil bei der destillativen Aufarbeitung der Produktmischung mit dem Acetal ausgetragen werden, weshalb dieses vor seiner Weiterverwendung, z.B. als Riechstoff, in einer aufwendigen Entkobaltungsstufe von darin enthaltenen Kobaltcarbonylen befreit werden muß. Dieses Verfahren ist somit nicht wirtschaftlich. US-A 4 658 069 betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von Allylethern, die zusätzlich eine Formyl- oder Carboxygruppe enthalten, in die entsprechenden Diacetale, wobei in einer ersten Stufe der Allylether unter wasserfreien Bedingungen mit einem Alkanol umge- setzt und dann das bei dieser Umsetzung entstandene Wasser entfernt und in einer zweiten Stufe, das in der ersten Stufe erhaltene Allyletheracetal mit Hilfe eines Rutheniumhalogenid- katalysators und einem Alkanol zum gesättigten Diacetal umgewandelt wird. Als geeignete Katalysatoren werden weiterhin Iridium- , Rhodium-, Osmium-, Palladium- und Platinhalogenide genannt. Da diese Halogenide der Platinmetalle unter den Reaktionsbedingungen nicht ausreichend stabil sind und zur Abscheidung des betreffenden Platinmetalls an den Wandungen der Reaktionsapparatur neigen, was zu Verlusten des teuren Platinmetalls führt, ist dieses Verfahren im technischen Maßstab nicht wirtschaftlich.US-A 4 788 325 and Chang [J. Organomet. Chem. L, 31 (1995)] describe the reaction of allyl ethers with alcohols in the presence of hydrogen and carbon monoxide with dicobalt octacarbonyl (Co (CO) β) as a catalyst. This is either used directly in the reaction as a catalyst or generated in situ in the reaction mixture by carbonylation of cobalt salts with carbon monoxide under high pressure. Under the reaction conditions, the dicobalt octacarbonyl is converted by the hydrogen into hydridocobalt tetracarbonyl (HCo (CO)), which is the actual catalytically active species. A disadvantage of this process is that the cobalt carbonyl compounds used are relatively volatile and some are discharged with the acetal during the work-up of the product mixture by distillation, which is why it has to be freed of cobalt carbonyls contained therein before it is used further, for example as a fragrance, in an elaborate decobalization step. This process is therefore not economical. US Pat. No. 4,658,069 relates to a process for converting allyl ethers which additionally contain a formyl or carboxy group into the corresponding diacetals, the allyl ether being reacted with an alkanol under anhydrous conditions in a first stage and then in this reaction water formed is removed and in a second stage, the allyl ether acetal obtained in the first stage is converted to a saturated diacetal with the aid of a ruthenium halide catalyst and an alkanol. Iridium, rhodium, osmium, palladium and platinum halides are also mentioned as suitable catalysts. Since these halides of the platinum metals are not sufficiently stable under the reaction conditions and tend to deposit the platinum metal in question on the walls of the reaction apparatus, which leads to losses of the expensive platinum metal, this process is not economical on an industrial scale.
JP-A 25114/1972 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Acetalen aus Allylethern durch deren Umsetzung mit einem Alkanol in Gegenwart eines Ruthenium(III) Chlorid-Katalysators . Im Beispiel dieser Anmeldung wird 1-Methoxy-2, 7 -octadien mit Methanol und mittels RuCl3 unter einer Stickstoffatmosphäre zum 1, 1-Dirnethoxyoct-7-en umgesetzt. Auch dieses Verfahren hat den Nachteil der mangelnden Katalysatorstabilität.JP-A 25114/1972 relates to a process for the preparation of acetals from allyl ethers by reacting them with an alkanol in the presence of a ruthenium (III) chloride catalyst. In the example of this application, 1-methoxy-2, 7-octadiene is reacted with methanol and using RuCl 3 under a nitrogen atmosphere to give 1, 1-dirnethoxyoct-7-ene. This process also has the disadvantage of poor catalyst stability.
Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Acetalen aus Allylethern zu finden, das nicht mit den Nachteilen des Standes der Technik behaftet ist.The present invention was therefore based on the object of finding an economical process for the preparation of acetals from allyl ethers which does not have the disadvantages of the prior art.
Dementsprechend wurde ein Verfahren zur Herstellung von Acetalen durch die Umsetzung von Allylethern mit Alkoholen gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen Allylether mit einem Alkohol in flüssiger Phase in Gegenwart eines homogenen Katalysators aus einer Organometallverbindung eines Elementes aus der Gruppe VIA und/oder VIIIA des Periodensystems der Elemente oder in Gegenwart eines heterogenen Katalysators , der ein oder mehrere Elemente aus den Gruppen VIA, VIIA und/oder VIIIA des Periodensy¬ stems der Elemente enthält, unter im wesentlichen wasserfreien Bedingungen umsetzt.Accordingly, a process for the preparation of acetals by the reaction of allyl ethers with alcohols has been found, which is characterized in that an allyl ether with an alcohol in the liquid phase in the presence of a homogeneous catalyst from an organometallic compound of an element from the group VIA and / or VIIIA of the Periodic Table of the elements or in the presence of a heterogeneous catalyst which contains one or more elements from groups VIA, VIIA and / or VIIIA of the Periodensy ¬ stems of the elements, is reacted under substantially anhydrous conditions.
Als Einsatzstoffe dienen im erfindungsgemäßen Verfahren Allyl¬ ether der Formel I 0 R2Suitable starting materials in the process of this invention allyl ¬ serve ether of the formula I 0 R2
in der R1 Wasserstoff oder ein organischer Rest, insbesondere eine cyclische, geradkettige oder verzweigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist. Beispiele für solche Kohlenwasserstoffgruppen sind Alkylgruppen, C3- bis Cι7-Alkenylgruppen, deren Doppelbindung vorzugsweise nicht in Konjugation zur allylischen Doppelbindung steht, Arylgruppen, wie Phenyl- oder Naphthylgruppen, C3- bis Cβ-Cycloalkylgruppen oder Alkylaryl- oder Aralkylgruppen. Diese KohlenwasserStoffgruppen können entsprechend ihrer Größe mit 1 bis 3 unter den Reaktionsbedingungen inerten Substituenten, wie Estergruppen oder Alkoxy- oder Aryloxygruppen, substituiert sein. Bevorzugt ist R1 eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkylgruppe. Der Rest R2 im Allylether der Formel I ist ein organischer Rest, mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoff - atomen. Bevorzugte Rest R2 sind Kohlenwasserstoffgruppen, z.B. eine geradkettige oder verzweigte Cj- bis C0-, vorzugsweise Ci- bis Cio -Alkylgruppen, eine C3- bis C8-Cycloalkylgruppe, eine C3- bis C20-, vorzugsweise eine C3- bis Cι2-Alkenyl- oder C5- bis Cβ-Cycloalkenylgruppe, wobei sich die Doppelbindung dieser Alkenylgruppen vorzugsweise nicht in α-Stellung zum Sauerstoff - atom des Allylethers befindet, eine C6 bis Cio-Arylgruppe, wie die Phenyl- oder Naphthylgruppe, oder eine C - bis Cn-Aralkyl- oder Alkylarylgruppe. Vorzugsweise ist der Rest R2 über ein primäres, sekundäres Kohlenstoffatom an das Sauerstoff tom des Allylethers I gebunden. Besonders bevorzugte Reste R2 sind geradgettige oder verzweigte Alkylgruppen oder Alkenylgruppen. Die organischen Reste R2 können je nach ihrer Größe 1 bis 2 unter den Reaktions- bedingungen inerte Substituenten tragen, beispielsweise Cχ ~ bis Cιo"Alkoxygruppen. Der Rest R2 kann je nach seiner Größe auch mit 1 bis 2 Hydroxygruppen substituiert sein. Vorzugsweise trägt der Rest R2 jedoch keine weiteren Substituenten.in which R 1 is hydrogen or an organic radical, in particular a cyclic, straight-chain or branched hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms. Examples of such hydrocarbon groups are alkyl groups, C 3 - to Cι 7 alkenyl whose double bond is preferably in conjugation with the allylic double bond, aryl groups such as phenyl or naphthyl, C 3 - to Cβ-cycloalkyl or alkylaryl, or aralkyl groups. Depending on their size, these hydrocarbon groups can be substituted with 1 to 3 substituents which are inert under the reaction conditions, such as ester groups or alkoxy or aryloxy groups. R 1 is preferably a straight-chain, branched or cyclic alkyl group. The radical R 2 in the allyl ether of the formula I is an organic radical having 1 to 20, preferably 1 to 10, carbon atoms. Preferred radicals R 2 are hydrocarbon groups, for example a straight-chain or branched C 1 to C 0 , preferably C 1 to C 10 alkyl groups, a C 3 to C 8 cycloalkyl group, a C 3 to C 20 , preferably a C 3 - To Cι 2 alkenyl or C 5 - to Cβ-cycloalkenyl group, where the double bond of these alkenyl groups is preferably not in the α-position to the oxygen atom of the allyl ether, a C 6 to Cio-aryl group, such as the phenyl or naphthyl group , or a C - to Cn-aralkyl or alkylaryl group. The radical R 2 is preferably bonded to the oxygen tom of the allyl ether I via a primary, secondary carbon atom. Particularly preferred radicals R 2 are straight-chain or branched alkyl groups or alkenyl groups. Depending on their size, the organic radicals R 2 can carry 1 to 2 substituents which are inert under the reaction conditions, for example Cχ ~ to Cιo "alkoxy groups. Depending on its size, the radical R 2 can also be substituted with 1 to 2 hydroxyl groups. Preferably carries the radical R 2, however, has no further substituents.
Lediglich zu Erläuterungszwecken werden im folgenden beispielhaft einige als Ausgangsmaterialien im erfindungsgemäßen Verfahren geeignete Allylether I aufgelistet: Allyl -methyl -ether, Allyl - ethyl-ether, Allyl -n-propyl-ether, Allyl -n-butylether, Diallyl- ether, (But-2 -enyl) -methyl-ether, (But-2 -enyl) -ethyl-ether, (But-2-enyl) -n-propyl -ether, (But -2 -enyl) -n-butylether, Di- (but -2 -enyl) -ether, (Octa-2 , 7 -dienyl) -methyl -ether, (Octa-2, 7 -dienyl) -n-butyl-ether, Di- (octa-2, 7 -dienyl) -ether, l-Butoxydodecatrien-2 , 7 , 11. Im Alkohol R3OH II, der im erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung der Acetale III gemäß Reaktionsgleichung (1) eingesetzt wird.For illustrative purposes only, some allyl ethers I suitable as starting materials in the process according to the invention are listed below as examples: allyl methyl ether, allyl ethyl ether, allyl n-propyl ether, allyl n-butyl ether, diallyl ether, (but -2-enyl) methyl ether, (but-2-enyl) ethyl ether, (but-2-enyl) -n-propyl ether, (but -2-enyl) -n-butyl ether, di- (but -2 -enyl) ether, (octa-2, 7-dienyl) methyl ether, (octa-2, 7-dienyl) -n-butyl ether, di- (octa-2, 7 -dienyl ) ether, l-butoxydodecatriene-2, 7, 11. In alcohol R 3 OH II, which is used in the process according to the invention for producing acetals III according to reaction equation (1).
wobei diese Reaktion vermutlich über die Isomerisierung des Allylethers I zu einem intermediär gebildeten Enolether IVthis reaction presumably via the isomerization of allyl ether I to an intermediate enol ether IV
0 R2 IV0 R 2 IV
abläuft, kann der Rest R3 gleich oder verschieden von dem im eingesetzten Allylether enthaltenen Rest R2 sein. Vorzugsweise werden primäre oder sekundäre, besonders bevorzugt primäre, Alkohole R30H im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt. Tertiäre Alkohole R30H können ebenfalls verwendet werden, dabei kann es allerdings, abhängig vom sterischen Anspruch des Restes R2 zu sterischen Hinderungen beim Ablauf der Umsetzung kommen. Vorzugsweise wird der Alkohol R3OH deshalb so gewählt, daß es zu keinen sterischen Hinderungen mit dem Rest R2 kommt. Besonders bevorzugt werden aliphatische Ci- bis C4 -Alkohole als R3OH verwendet, insbesondere Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isobutanol und n-Butanol. Selbstverständlich können als Alkohole R30H auch mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglykol, 1, 2 -Propylenglykol, 1, 3 -Propylenglykol,expires, the radical R 3 can be the same or different from the radical R 2 contained in the allyl ether used. Preferably, primary or secondary, more preferably primary alcohols R 3 0H are used in the inventive method. Tertiary alcohols R 3 0H can also be used, however, depending on the steric nature of the radical R 2 , steric hindrances can occur during the course of the reaction. The alcohol R 3 OH is therefore preferably chosen so that there is no steric hindrance with the radical R 2 . Aliphatic Ci to C 4 alcohols are particularly preferably used as R 3 OH, in particular methanol, ethanol, n-propanol, isobutanol and n-butanol. Of course, as alcohols R 3 0H and multivalent alcohols such as ethylene glycol, 1, 2 -propylene glycol, 1, 3 -propylene glycol,
1,4-Butandiol oder 1, 6-Hexandiol, eingesetzt werden. Enthält der Rest R2 eine freie Hydroxygruppe, kann diese intramolekular oder intermolekular mit der Doppelbindung unter Ausbildung cyclischer bzw. acyclischer Acetale reagieren, d.h. in einem solchen Fall fungiert die im Rest R2 vorhandene Hydroxygruppe als Alkohol R3OH.1,4-butanediol or 1,6-hexanediol can be used. If the radical R 2 contains a free hydroxyl group, this can react intramolecularly or intermolecularly with the double bond to form cyclic or acyclic acetals, ie in such a case the hydroxyl group present in the radical R 2 functions as alcohol R 3 OH.
Als Homogenkatalysatoren zur Acetalisierung des Allylethers I zum Acetal III können im erfindungsgemäßen Verfahren eine Vielzahl von Organometallverbindungen von Übergangsmetallelementen, insbesondere solche, die Elemente aus der Gruppe VIA und VIIIA des Periodensystems der Elemente, vorzugsweise Molybdän, Eisen, Kobalt, Nickel, insbesondere der Platinmetalle Ruthenium, Rhodium, Palladium Platin, Osmium und/oder Iridium, besonders bevorzugt, Ruthenium, Rhodium, Iridium oder Osmium, enthalten. Als Organometallverbindungen im Sinne der vorliegenden Anmeldung werden Komplexe der genannten Übergangsmetalle mit organischen Liganden, die Heteroatome wie Phosphor, Antimon, Arsen, Stick- Stoff, Schwefel und/oder Sauerstoff enthalten, verstanden, die über freie Elektronenpaare mit dem Übergangsmetall koordiniert sind, beispielsweise organische Aminliganden, organische Phosphinliganden, Chelatliganden, wie Acetylaceton und Dioxime, wie Dimethyldioxim, Furildioxim oder Benzildioxim, Harnstoffe oder Thioharnstoffe, 8-Hydroxychinolin, einzähnige oder mehr- zähnige, insbesondere zweizähnige Organophosphin- und Organo- phosphitliganden, Organoarsin- und Organostibinliganden, sowie aromatische, stickstoffhaltige Liganden für deren Eigenschaft als Komplexbildner die ( -N=C-C=N- ) -Struktureinheit ursächlich ist, beispielsweise 2, 2' -Bipyridin oder 1, 10-Phenanthrolin, sowie die durch Substitution von diesen Grundkörpern abgeleiteten Liganden, z.B. Terpyridine. Diese Komplexe können als Neutralkomplexe vorliegen oder geladen sein und ein Salz mit einem Anion bilden. Hingegen werden einfache Salze dieser Übergangsmetalle mit z.B. Carbonsäure, Kohlensäure, Blausäure, die keine der vorgenannten organischen Liganden enthalten, nicht als Organometallverbindungen im Sinne der vorliegenden Anmeldung betrachtet. Gleiches gilt für Carboxylato- , Cyano- oder Carbonylkomplexe der Übergangs - metalle, wie Dikobaltoctacarbonyl (C0 (CO)β) oder Hydridokobaltte- tracarboxyl (HCo(CO)4), die keine der vorgenannten organischen Liganden enthalten. Hingegen werden Komplexe der Übergangsmetalle mit den vorgenannten organischen Liganden, die zusätzlich Carboxylate, Alkoholate, Cyanid, Carbonat oder den Carbonylligan- den komplex gebunden enthalten, oder die ein Carboxylat-,Homogeneous catalysts for the acetalization of the allyl ether I to the acetal III in the process according to the invention can be a large number of organometallic compounds of transition metal elements, in particular those containing elements from groups VIA and VIIIA of the Periodic Table of the Elements, preferably molybdenum, iron, cobalt, nickel, in particular the platinum metals ruthenium , Rhodium, palladium platinum, osmium and / or iridium, particularly preferably, ruthenium, rhodium, iridium or osmium. Organometallic compounds in the sense of the present application are complexes of the transition metals mentioned with organic ligands, the heteroatoms such as phosphorus, antimony, arsenic, nitrogen Contain substance, sulfur and / or oxygen, understood, which are coordinated with the transition metal via free electron pairs, for example organic amine ligands, organic phosphine ligands, chelate ligands, such as acetylacetone and dioximes, such as dimethyl dioxime, furildioxime or benzil dioxime, ureas or thioureas, 8-hydroxyquinoline, monodentate or multidentate, in particular bidentate organophosphine and organophosphite ligands, organoarsine and organostibin ligands, and aromatic, nitrogen-containing ligands for their property as complexing agents the (-N = CC = N-) structural unit is responsible, for example 2, 2 ' -Bipyridine or 1, 10-phenanthroline, as well as the ligands derived by substitution of these basic bodies, for example terpyridines. These complexes can exist as neutral complexes or can be charged and form a salt with an anion. In contrast, simple salts of these transition metals with, for example, carboxylic acid, carbonic acid, hydrocyanic acid, which do not contain any of the aforementioned organic ligands, are not considered as organometallic compounds in the sense of the present application. The same applies to carboxylato, cyano or carbonyl complexes of the transition metals, such as dicobalt octacarbonyl (C0 (CO) β) or hydridocobalt tetracarboxyl (HCo (CO) 4 ), which do not contain any of the aforementioned organic ligands. In contrast, complexes of the transition metals with the aforementioned organic ligands, which additionally contain carboxylates, alcoholates, cyanide, carbonate or the carbonyl ligands in complex form, or which contain a carboxylate,
Alkoholat, Cyanid-, Carbonat- oder Sulfonat-Anion als Gegenanion zum positiv geladenen organometallischen Komplex des Übergangs - metalls enthalten, als vom Begriff Organometallverbindungen umfaßt verstanden.Alcoholate, cyanide, carbonate or sulfonate anion as a counter anion to the positively charged organometallic complex of the transition metal - contained as understood by the term organometallic compounds.
Als Liganden können sowohl einzähnige oder mehrzähnige, z.B. zweizähnige, Phosphin-Liganden verwendet werden. Geeignete Phos- phin-Liganden sind z.B. Trialkylphosphine, Triarylphosphine, Al- kyldiarylphosphine, Aryldialkylphosphine, Aryldiphosphine, Alkyl- diphosphine und Arylalkyldiphosphine. Die Alkylgruppen-tragenden Phosphin-Liganden können gleiche oder verschiedene Cι~ bis C 0-, vorzugsweise Ci- bis C6-Alkyl- oder Cycloalkylgruppen enthalten. Die Arylgruppen-tragenden Phosphin-Liganden können gleiche oder verschiedene C6- bis Cχ2-Arylgruppen, insbesondere die Phenyl- oder Naphthylgruppe aber auch Diphenylgruppen enthalten. Weiterhin können Phosphin-Liganden zur Komplexierung der Gruppe VIA- oder VIIIA-Elemente eingesetzt werden, die heterocycloalipha- tische Gruppen wie Pyrrolidin-, Imidazolidin-, Piperidin-, Morpholin-, Oxazolidin-, Piperazin- oder Triazolidin-Gruppen oder heteroaromatische Gruppen, wie Pyrrol-, Imidazol-, Oxazol-, Indol-, Pyridin-, Chinolin-, Pyrimidin-, Pyrazol-, Pyrazin-, Pyridazin- oder Chinoxalin-Gruppen gemeinsam mit anderen Alkyl- oder Aryl-Gruppen tragen. Die Alkyl- oder Arylgruppen der Liganden können unsubstituiert sein oder unter den Reaktionsbedingungen inerte Substituenten, wie Cι~ bis C4~Alkoxy- oder Di-Cι~ bis C4-alkylamino-, Ci- bis C6-Alkyl-, Nitro-, Cyano- oder Sulfo- nat-Gruppen tragen. Als geeignete sulfonierte Phosphinliganden seien beispielhaft insbesondere Triphenylphosphintrisulfonat (TPPTS) und Triphenylphosphinmonosulfonat (TPPMS) genannt (Angew. Chem. S&. 1588 (1993)) .Both monodentate or multidentate, for example bidentate, phosphine ligands can be used as ligands. Suitable phosphine ligands are, for example, trialkylphosphines, triarylphosphines, alkyldiarylphosphines, aryldialkylphosphines, aryldiphosphines, alkyldiphosphines and arylalkyldiphosphines. The alkyl group-bearing phosphine ligands can contain identical or different C 1 ~ to C 0 , preferably C 1 to C 6 alkyl or cycloalkyl groups. The aryl group-bearing phosphine ligands can contain the same or different C 6 - to Cχ 2 aryl groups, in particular the phenyl or naphthyl group but also diphenyl groups. Furthermore, phosphine ligands can be used to complex the group VIA or VIIIA elements, the heterocycloaliphatic groups such as pyrrolidine, imidazolidine, piperidine, morpholine, oxazolidine, piperazine or triazolidine groups or heteroaromatic groups, such as Pyrrole, imidazole, oxazole, indole, pyridine, quinoline, pyrimidine, pyrazole, pyrazine, pyridazine or quinoxaline groups together with other alkyl or carry aryl groups. The alkyl or aryl groups of the ligands may be unsubstituted or under the reaction conditions inert substituents, such as Cι ~ C to 4 ~ alkoxy or di-Cι ~ to C 4 alkylamino, Ci to C6 alkyl, nitro, Wear cyano or sulfonate groups. Examples of suitable sulfonated phosphine ligands include triphenylphosphine trisulfonate (TPPTS) and triphenylphosphine monosulfonate (TPPMS) (Angew. Chem. S &. 1588 (1993)).
Prinzipiell besteht keine Beschränkung für die Anwendbarkeit derartiger Liganden zur Komplexierung der Gruppe VIA- oder VIIIA- Elemente im erfindungsgemäßen Verfahren. Vorzugsweise werden aber aus Kostengründen solche Liganden eingesetzt, die auf einfache Weise hergestellt werden können.In principle, there is no restriction on the applicability of such ligands for complexing the group VIA or VIIIA elements in the process according to the invention. However, for reasons of cost, preference is given to using ligands which can be prepared in a simple manner.
Eine lediglich beispielhafte Aufzählung derartiger Liganden wird im folgenden gegeben: Trimethylphosphin, Triethylphosphin, Tripropylphosphin, Triisopropylphosphin, Tributylphosphin, Trioc- tylphosphin, Tridecylphosphin, Tricyclopentylphosphin, Tricyclo- hexylphosphin, Triphenylphosphin, Tritolylphosphin, Cyclohexyldi- phenylphosphin, Tetraphenyldiphosphinomethan, 1,2-Bis (diphenyl- phosphino) ethan, Tetramethyldiphosphinomethan, Tetraethyldiphos - phinomethan, 1, 3-Bis (diphenylphosphino)propan, 1, 4-Bis (diphenyl- phosphino)butan, Tetra-t-butyl-diphosphinomethan, 1, 2-Bis (dime- thylphosphino) ethan, 1, 2-Bis (diethylphosphino) ethan, 1,2-Bis(di- propylphosphino) ethan, 1, 2-Bis (diisopropylphosphino) ethan, 1, 2-Bis (dibutylphosphino) ethan, 1, 2-Bis (di-t-butylphos- phino) ethan, 1, 1-Bis (dicyclohexylphosphino)methan, 1, 2-Bis (dicy- clohexylphosphino) ethan, 1,4 -Bis (dicyclohexylphosphino)butan, sowie die in EP-A 279 018, EP-A 311 619, WO 90/06810 und EP-A 71 281 beschriebenen Bisphosphin-Liganden. Bevorzugte Phosphinliganden sind außer Triphenylphosphin (abgekürzt: PPh3) über Ci- bis C4-Alkylengruppen verbrückte, zweizähnige Phosphinliganden der allgemeinen FormelA merely exemplary list of such ligands will be given below: Trimethylphosphine, triethylphosphine, tripropylphosphine, triisopropylphosphine, tributylphosphine, Trioc- tylphosphin, Tridecylphosphin hexylphosphine, tricyclopentylphosphine, tricyclo-, triphenylphosphine, tritolylphosphine, Cyclohexyldi- phenylphosphine, Tetraphenyldiphosphinomethan, 1,2-bis (diphenyl - phosphino) ethane, tetramethyldiphosphinomethane, tetraethyldiphosphinomethane, 1, 3-bis (diphenylphosphino) propane, 1, 4-bis (diphenylphosphino) butane, tetra-t-butyldiphosphinomethane, 1, 2-bis (dimethylphosphino ) ethane, 1,2-bis (diethylphosphino) ethane, 1,2-bis (dipropylphosphino) ethane, 1,2-bis (diisopropylphosphino) ethane, 1,2-bis (dibutylphosphino) ethane, 1,2-bis (di-t-butylphosphino) ethane, 1, 1-bis (dicyclohexylphosphino) methane, 1, 2-bis (dicyclohexylphosphino) ethane, 1,4-bis (dicyclohexylphosphino) butane, and those in EP-A 279 018, EP-A 311 619, WO 90/06810 and EP-A 71 281 Bisphosphine ligands. In addition to triphenylphosphine (abbreviated: PPh 3 ), preferred phosphine ligands are bidentate phosphine ligands of the general formula which are bridged via C 1 -C 4 -alkylene groups
(CH2)n (CH 2 ) n
in der n eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeutet und die Reste A für gleiche oder verschiedene Ci- bis Cio -Alkyl- oder C5- bis Cδ'Cycloalkylgruppen stehen, von denen einige Vertreter voranstehend beispielhaft genannt wurden. Außer nach den in den zuvor genannten Patentanmeldungen beschriebenen Verfahren können die Alkyl- bzw. Arylphosphin-Liganden nach an sich herkömmlichen Methoden, beispielsweise gemäß den in Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Band XII/1, 4. Auflage, S. 17-65 und S. 182-186, Thieme, Stuttgart, 1963 und Band E 1, 4. Auflage, S. 106-199, Thieme, Stuttgart, 1982 angegebenen Verfahren hergestellt werden.in which n is an integer from 1 to 4 and the radicals A are identical or different Ci to Cio alkyl or C 5 to C δ 'cycloalkyl groups, some of which have been mentioned above by way of example. In addition to the processes described in the abovementioned patent applications, the alkyl or arylphosphine ligands can be prepared using conventional methods, for example according to the methods described in Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Volume XII / 1, 4th edition, p. 17 -65 and pp. 182-186, Thieme, Stuttgart, 1963 and volume E 1, 4th edition, pp. 106-199, Thieme, Stuttgart, 1982.
Geeignete Phosphit-Liganden sind z.B. Trialkylphosphite, Alkyl - diarylphosphite, Triarylphosphite, Alkyl-bis-phosphite, Aryl-bis- phosphite, Alkyl-aryl-bis-phosphite. Die Alkylgruppen-tragenden Phosphit-Liganden können gleiche oder verschiedene C ~ bis Cιo~, vorzugsweise C]_- bis C6-Alkyl- oder Cycloalkylgruppen enthalten. Die Arylgruppen-tragenden Phosphit-Liganden können gleiche oder verschiedene Cg- bis Cχ2-Arylgruppen, insbesondere die Phenyl- oder Naphthylgruppe, aber auch die Diphenylgruppe oder die Binaphthylgruppe enthalten. Weiterhin können Phosphit-Liganden zur Komplexierung der Übergangsmetalle eingesetzt werden, die heterocycloaliphatische Gruppen, wie Pyrrolidin-, Imidazolidin-, Piperidin-, Morpholin-, Oxazolidin-, Piperazin- oder Triazolidin- Gruppen oder heteroaromatische Gruppen, wie Pyrrol-, Imidazol-, Oxazol-, Indol-, Pyridin-, Chinolin-, Pyrimidin-, Pyrazol-, Pyrazin-, Pyridazin- oder Chinoxazolin-Gruppen gemeinsam mit anderen Alkyl- oder Aryl-Gruppen tragen. Die Alkyl- oder Aryl- gruppen der Phosphit-Liganden können unsubstituiert sein oder unter den Reaktionsbedingungen inerte Substituenten, wie Cι~ bis C4-Alkoxy-, Di-Cχ- bis C4-alkyla1tu.no-, Cι~ bis C6-Alkyl-, Hydroxy-, Nitro-, Cyano- oder Sulfonat-Gruppen tragen. Die Sulfo- nat-substituierten Phosphit-Liganden und deren Komplexe sind im allgemeinen wasserlöslich. Geeignete Phosphit-Liganden sind z.B. Trimethylphosphit, Triethylphosphit, Tripropylphosphit, Triiso- propylphosphit, Tributylphosphit, Tricyclopentylphosphit, Tri- cyclohexylphosph.it, Triphenylphosphit sowie die in EP-A 472 071, EP-A 213 639, EP-A 214 622, DE-A 2 733 796, EP-A 2261, EP-A 2821, EP-A 9115, EP-A 155 508, EP-A 353 770, US-A 4 318 845, US-A 4 204 997 und US-A 4 362 830 beschriebenen Mono- und Bisphosphit-Liganden.Suitable phosphite ligands are, for example, trialkyl phosphites, alkyl diaryl phosphites, triaryl phosphites, alkyl bisphosphites, aryl bisphosphites, alkyl aryl bisphosphites. The alkyl group-bearing phosphite ligands can contain identical or different C ~ to C ~ ~, preferably C] _ to C 6 alkyl or cycloalkyl groups. The aryl group-bearing phosphite ligands can contain identical or different Cg to Cχ 2 aryl groups, in particular the phenyl or naphthyl group, but also the diphenyl group or the binaphthyl group. Furthermore, phosphite ligands can be used to complex the transition metals, the heterocycloaliphatic groups such as pyrrolidine, imidazolidine, piperidine, morpholine, oxazolidine, piperazine or triazolidine groups or heteroaromatic groups such as pyrrole, imidazole, oxazole -, Indole, pyridine, quinoline, pyrimidine, pyrazole, pyrazine, pyridazine or quinoxazoline groups together with other alkyl or aryl groups. The alkyl or aryl groups of the phosphite ligands can be unsubstituted or substituents which are inert under the reaction conditions, such as C 1 -C 4 -alkoxy, di-C 1 -C 4 -alkyla1tu.no-, C 1 -C 6 - Wear alkyl, hydroxy, nitro, cyano or sulfonate groups. The sulfonate-substituted phosphite ligands and their complexes are generally water-soluble. Suitable phosphite ligands are, for example, trimethyl phosphite, triethyl phosphite, tripropyl phosphite, triisopropyl phosphite, tributyl phosphite, tricyclopentyl phosphite, tricyclohexylphosphite, triphenyl phosphite and those described in EP-A 472 071, EP-A 213 639, DE-A 214 622 A 2 733 796, EP-A 2261, EP-A 2821, EP-A 9115, EP-A 155 508, EP-A 353 770, US-A 4 318 845, US-A 4 204 997 and US-A 4 362,830 described mono- and bisphosphite ligands.
Außer Phosphin- oder Phosphit-Liganden können im erfindungs- gemäßen Verfahren auch 2, 2' -Bipyridin- oder 1, 10-Phenanthrolin- Liganden der Alkyl- oder Aryl-substituierte oder anellierte 2, 2 '-Bipyridin- oder 1, 10-Phenanthrolin-Derivate, die die für die Komplexbildungseigenschaft der 2 , 2 ' -Bipyridin- oder 1,10-Phen- anthrolin-Liganden ursächliche (-N=C-C=N-) -Gruppierung enthalten, beispielsweise 2 , 2' -Bichinolin, 4 , 7-Diphenyl-l, 10-phenanthrolin, 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-l, 10-phenanthrolin, 4, 5-Diazafluoren, Dipyrido[3,2-a:2' , 3 ' -c] phenazin, 2,2' ,6' ,2' ' -Terpyridin u.a. , eingesetzt werden. Diese Liganden sind zum Teil im Handel erhältlich, z.B. 2 , 2 ' -Bipyridin oder 1, 10-Phenanthrolin, oder können nach den in Synthesis 1, (1976) oder Aust. J. Chem. 21, 1023 (1970) angegebenen Methoden hergestellt werden.In addition to phosphine or phosphite ligands, 2, 2 '-bipyridine or 1, 10-phenanthroline ligands of alkyl or aryl-substituted or fused 2, 2' -bipyridine or 1, 10- Phenanthroline derivatives which contain the (-N = CC = N-) grouping which is responsible for the complex formation property of the 2, 2'-bipyridine or 1,10-phenanthroline ligands, for example 2, 2 '-Biquinoline, 4 , 7-diphenyl-l, 10-phenanthroline, 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-l, 10-phenanthroline, 4,5-diazafluorene, dipyrido [3,2-a: 2 ', 3' -c ] phenazine, 2,2 ', 6', 2 '' terpyridine and others, be used. Some of these ligands are commercially available, for example 2, 2'-bipyridine or 1, 10-phenanthroline, or can be prepared according to the methods described in Synthesis 1, (1976) or Aust. J. Chem. 21, 1023 (1970).
Die im erfindungsgemäßen Verfahren anwendbaren Komplexe der Elemente der Gruppe VIA oder VIIIA, können sowohl in situ im Reaktionsgemisch erzeugt oder präformiert der Reaktionsmischung zugesetzt werden. Zur in-situ-Erzeugung dieser Komplexe wird im allgemeinen so vorgegangen, daß man Verbindungen der Gruppe VIA- oder VIIIA-Elemente, z.B. deren Halogenide, vorzugsweise deren Chloride, Bromide oder Iodide, die Nitrate, Cyanide oder Sulfate oder, besonders bevorzugt, Komplexverbindungen dieser Metalle, wie Acetylacetonate, Carboxylate, Carbonylkomplexe oder Olefin- komplexe, wie Ethen- oder Butadien-Komplexe, zusammen mit dem betreffenden Liganden der Reaktionsmischung zuführt, worauf sich die erfindungsgemäß anwendbaren Komplexe in der Reaktionsmischung bilden. Im allgemeinen wird hierbei der betreffende Ligand bezüglich des Gruppe VIA- oder VIIIA-Elementes in einem Molverhältnis von 1 bis 200, vorzugsweise von 1 bis 50, insbesondere von 1 bis 10 zugegeben.The complexes of the elements of group VIA or VIIIA which can be used in the process according to the invention can either be generated in situ in the reaction mixture or added to the reaction mixture in preformed form. To generate these complexes in situ, the procedure is generally to use compounds of the group VIA or VIIIA elements, e.g. their halides, preferably their chlorides, bromides or iodides, the nitrates, cyanides or sulfates or, particularly preferably, complex compounds of these metals, such as acetylacetonates, carboxylates, carbonyl complexes or olefin complexes, such as ethene or butadiene complexes, together with the ligand in question feeds the reaction mixture, whereupon the complexes which can be used according to the invention form in the reaction mixture. In general, the ligand in question is added with respect to the Group VIA or VIIIA element in a molar ratio of 1 to 200, preferably 1 to 50, in particular 1 to 10.
Von den vorgenannten metallorganischen Verbindungen der Über- gangsmetalle werden phosphorhaltige Liganden, insbesondere Phos - phin-Liganden, enthaltende Carbonylkomplexe der Platinmetalle, wie HRh(PPh3)3(CO) , IrCl (CO) (PPh3) 3, [Ir (cycloocta- dienyl)PPh3)_]PF6, HRuCl (PPh3) 3 (CO) , HRu (CO) (CH3COO) (PPh3) 2, H2Ru(CO) (PPh3)3, HRuCl(CO) (Hexyldiphenylphosphin) 3, RuH2(PPH3)4, RuCl2(CO)2(PPh3)3 oder RuH(CO) (C9H19COO) (PPh3) 2 - C9H19COO ist das Caprinsäureanion - als Homogenkatalysatoren im erfindungsgemäßen Verfahren besonders bevorzugt. Von diesen Homogenkatalysatoren sind wiederum die halogenfreien Komplexe bevorzugt, beispielsweise solche, die als Liganden die konjugierte Base einer O-H-aciden, organischen Verbindung enthalten, wobei unter O-H-aciden, organischen Verbindungen solche Verbindungen verstanden werden, die in wäßriger Lösung eine saure Reaktion ergeben, wie Monocarbonsäuren, Monosulfonsäuren oder nicht -chelatisierende Phenole. Vorteilhaft können als solche Liganden C - bis C2o"Car- bonsäureanionen, die vorzugsweise von einer Monocarbonsäure abstammen, wie Acetat-, Propionat-, Butyrat-, Isobutyrat-,The above-mentioned organometallic compounds of the transition metals contain phosphorus-containing ligands, in particular phosphine ligands, containing carbonyl complexes of the platinum metals, such as HRh (PPh 3 ) 3 (CO), IrCl (CO) (PPh 3 ) 3 , [Ir (cycloocta - dienyl) PPh 3 ) _] PF 6 , HRuCl (PPh 3 ) 3 (CO), HRu (CO) (CH 3 COO) (PPh 3 ) 2 , H 2 Ru (CO) (PPh 3 ) 3 , HRuCl ( CO) (hexyldiphenylphosphine) 3 , RuH 2 (PPH 3 ) 4 , RuCl 2 (CO) 2 (PPh 3 ) 3 or RuH (CO) (C 9 H 19 COO) (PPh 3 ) 2 - C 9 H 19 COO the capric acid anion - particularly preferred as homogeneous catalysts in the process according to the invention. Of these homogeneous catalysts, the halogen-free complexes are again preferred, for example those which contain the conjugate base of an OH-acidic, organic compound as ligands, OH-acidic, organic compounds being understood as meaning those compounds which give an acidic reaction in aqueous solution, such as monocarboxylic acids, monosulfonic acids or non-chelating phenols. As such ligands, C - to C 2 o "-carboxylic acid anions, which preferably derive from a monocarboxylic acid, such as acetate, propionate, butyrate, isobutyrate,
Valerianat-, Pivaloat-, Capronat-, Önanthat-, Caprylat-, 2-Ethyl- hexanoat-, 2 - Propylheptanoat - , Caprinat-, Laurat-, Myristat-, Palmitat-, Stearat-, Oleat-, Benzoat-, Alkylbenzoat- , Naphthoat- und Alkylnaphthoat-Anionen oder nicht -chelatisierende Phenolat- Anionen oder Sulfonat-Anionen dienen. Vorteilhaft als Liganden in solchen Übergangsmetall -organischen Verbindungen einsetzbare Phenolate sind z.B. die Phenolat- und Naphtholat-Anionen sowie am aromatischen Kern mit unter den Reaktionsbedingungen inerten Substituenten substituierte Phenolat- und Naphtholat-Anionen, beispielsweise Ci- bis C2o"Alkyl-, vorzugsweise Ci- bis Cι0 -Alkyl -substituierte Phenolate oder Naphtholate, wie Methylphenolat- , Nonylphenolat - , 2, 6-Di-tert. -butylphenolat- oder 2, 6 -Di- tert. -butyl -4 -methylphenolat -Anione .Valerianate, pivaloate, capronate, enanthate, caprylate, 2-ethylhexanoate, 2-propylheptanoate, caprinate, laurate, myristate, palmitate, stearate, oleate, benzoate, alkylbenzoate , Naphthoat- and alkylnaphthoate anions or non-chelating phenolate anions or sulfonate anions are used. Phenolates which can advantageously be used as ligands in such transition metal-organic compounds are, for example, the phenolate and naphtholate anions and, on the aromatic nucleus, phenolate and naphtholate anions substituted with substituents which are inert under the reaction conditions, for example Ci to C 2 o "alkyl, preferably Ci to -C 0 alkyl-substituted phenolates or naphtholates, such as methylphenolate, nonylphenolate, 2,6-di-tert-butylphenolate or 2,6-di-butyl-4-methylphenolate anions.
Vorteilhaft für diesen Zweck einsetzbare Sulfonat-Liganden sind z.B. Alkylsulfonate, wie das Methansulfonat- oder Octylsulfonat- , Dodecylsulfonat, Octadecylsulfonat- oder Trifluormethansulfonat- Anion oder Arylsulfonate, wie das Toluolsulfonat-Anion.Sulfonate ligands which can advantageously be used for this purpose are e.g. Alkyl sulfonates such as the methanesulfonate or octyl sulfonate, dodecyl sulfonate, octadecyl sulfonate or trifluoromethanesulfonate anion or aryl sulfonates such as the toluenesulfonate anion.
Die Herstellung der von aus aciden organischen Verbindungen abstammenden Liganden enthaltenden, erfindungsgemäß einsetzbaren Homogenkatalysatoren wird im folgenden für die vorstehend genannten Rutheniumkomplexverbindungen stellvertretend für analoge Komplexverbindungen anderer Übergangsmetalle kurz umrissen:The preparation of the homogeneous catalysts which can be used according to the invention and contain ligands derived from acidic organic compounds is briefly outlined below for the above-mentioned ruthenium complex compounds on behalf of analogous complex compounds of other transition metals:
Diese Carboxylat-Liganden enthaltenden Komplexe können beispielsweise ausgehend von RuH (PPb.3) 3 (CO) , das z.B. nach Uttley et al, Inorganic Syntheses, Vol. XVII, 125 (1977) zugänglich ist, durch Umsetzung mit den entsprechenden Carbonsäuren analog den von Robinson et al, J. Chem. Soc, Dalton Trans. 1912 (1973), Frediani et al, ib. 165 (1990), ib. 1705 (1990), ib. 3663 (1990) und Frediani et al, J. Organomet Chem. 454, C17-C19 (1993) entwickelten Methoden hergestellt werden. Die entsprechenden Phenolat-Liganden enthaltenden Komplexe können entsprechend durch die Umsetzung von HRu(CO) (PPh3)3 mit den betreffenden Phenolen erhalten werden. Sulfonat-Liganden enthaltende Komplexe sind z.B. nach dem in US-A 4 892 955 beschriebenen Verfahren erhältlich. Die halogenhaltigen Homogenkatalysatoren können z.B. nach den Verfahren von Uttley et al, Inorganic Syntheses, Vol. XV, 45These complexes containing carboxylate ligands can, for example, starting from RuH (PPb. 3 ) 3 (CO), which is accessible, for example, according to Uttley et al, Inorganic Syntheses, Vol. XVII, 125 (1977), by reaction with the corresponding carboxylic acids analogously to by Robinson et al, J. Chem. Soc, Dalton Trans. 1912 (1973), Frediani et al, ib. 165 (1990), ib. 1705 (1990), ib. 3663 (1990) and Frediani et al, J. Organomet Chem. 454, C17-C19 (1993) methods developed. The corresponding complexes containing phenolate ligands can accordingly be obtained by the reaction of HRu (CO) (PPh 3 ) 3 with the phenols in question. Complexes containing sulfonate ligands can be obtained, for example, by the process described in US Pat. No. 4,892,955. The halogen-containing homogeneous catalysts can, for example, according to the method of Uttley et al, Inorganic Syntheses, Vol. XV, 45
(1974) durch die Umsetzung von RUCI3 mit Formaldehyd hergestellt werde .(1974) by the reaction of RUCI 3 with formaldehyde.
Die vorgenannten Katalysatoren, die als solche dem Reaktions- ansatz zugesetzt werden oder - dies gilt im besonderen Maße für die Carboxylat- oder Phenolat-Liganden enthaltenden Homogenkatalysatoren - auch in situ in der Reaktionsmischung, durch Umsetzung von RuH2 (PPH3) 3 (CO) mit der betreffenden Carbonsäure oder dem betreffenden Phenol, erzeugt werden. Ebenso können ausgehend von Komplexen, die keine Hydrido- oder Carbonyl -Liganden haben, Hydrido- und/oder Carbonyl -Liganden enthaltende Komplexe in situ in der Reaktionsmischung durch Aufpressen molekularen Wasserstoffs und/oder Kohlenmonoxid generiert werden.The aforementioned catalysts, which are added to the reaction mixture as such or - this applies in particular to the homogeneous catalysts containing carboxylate or phenolate ligands - also in situ in the reaction mixture, by reacting RuH 2 (PPH 3 ) 3 (CO ) with the carboxylic acid or phenol in question. Likewise, complexes containing hydrido and / or carbonyl ligands can be generated in situ in the reaction mixture by pressing on molecular hydrogen and / or carbon monoxide, starting from complexes which have no hydrido or carbonyl ligands.
Derart mit Carboxylat-, Sulfonat- oder Phenolat-Liganden modifizierte, zusätzlich phosphorhaltige Liganden, insbesondere Phosphin- oder Phosphit-Liganden, vorzugsweise Phosphinliganden und gegebenenfalls Carbonylliganden, enthaltende Ubergangsorgano- metallverbindungen, insbesondere Ruthenium-organische Verbindungen, zeichnen sich im erfindungsgemäßen Verfahren als Homogenkatalysatoren für die Katalyse der Acetalisierung sowohl durch eine hohe Aktivität und Selektivität als auch durch eine hohe Stabilität und somit eine lange Standzeit aus.Transition organometallic compounds, especially organic ruthenium compounds, which contain carboxylate, sulfonate or phenolate ligands and contain additional phosphorus-containing ligands, in particular phosphine or phosphite ligands, preferably phosphine ligands and optionally carbonyl ligands, are characterized in the process according to the invention as homogeneous catalysts for the catalysis of acetalization both by a high activity and selectivity as well as by a high stability and thus a long service life.
Die vorteilhaften Eigenschaften dieser Homogenkatalysatoren können zusätzlich dadurch verbessert werden, daß man die Acetalisierung in Gegenwart einer über die zur Bildung des betreffenden Übergangsmetallcarboxylat- oder Phenolat-Komplexes benötigten stöchiometrischen Menge hinausgehenden Menge an der betreffenden aciden Verbindung durchführt, so daß die betreffende acide Verbindung in freier Form im Gleichgewicht mit der als Homogenkatalysator dienenden, Übergangsmetall-organischen Verbindung im Reaktionsgemisch vorliegt. Zweckmäßigerweise wird hierzu die gleiche acide Verbindung eingesetzt, wie sie an das Übergangs - metall in der Übergangsmetall -organischen Verbindung gebunden ist, der Zusatz anderer acider organischer Verbindungen ist dieser Maßnahme aber äquivalent. Im allgemeinen wird bei einer sol - chen Arbeitsweise die acide organische Verbindung bezüglich der als Homogenkatalysator fungierenden Übergangsmetall -organischen Verbindung in einem Molverhältnis von 1:1 eingesetzt.The advantageous properties of these homogeneous catalysts can additionally be improved by carrying out the acetalization in the presence of an amount of the acidic compound in question which exceeds the stoichiometric amount required to form the transition metal carboxylate or phenolate complex in question, so that the acidic compound in question is released Form in equilibrium with the transition metal-organic compound serving as a homogeneous catalyst is present in the reaction mixture. For this purpose, the same acidic compound is expediently used as is bound to the transition metal in the transition metal-organic compound, but the addition of other acidic organic compounds is equivalent to this measure. In general, the acidic organic compound is used in a molar ratio of 1: 1 with respect to the transition metal-organic compound functioning as a homogeneous catalyst.
Obgleich für die Acetalisierungsreaktion ein Zusatz von Wasser- Stoff zur Reaktionsmischung nicht erforderlich ist, kann die Zuführung geringer Mengen Wasserstoff, gegebenenfalls zusammen mit der Zufuhr geringer Mengen von Kohlenmonoxid bei Verwendung carbonylgruppenhaltiger Homogenkatalysatoren, zu einer Verlänge¬ rung der Standzeit dieser Homogenkatalysatoren führen. Prakti- scherweise kann zu diesem Zweck Synthesegas eingesetzt werden. Es sei hierzu angemerkt, daß der Wasserstoff und/oder das Kohlenmonoxid je nach angewandter Reaktionstemperatur und angewandtem Partialdruck mit den als Homogenkatalysatoren in der Reaktionsmischung vorliegenden Übergangsmetallkomplexen reagieren, infolge- dessen in der Reaktionsmischung unter diesen Bedingungen mehrere katalytisch aktive, organometallische Übergangsmetallkomplexe, die sich im wesentlichen durch die Anzahl ihrer Hydrido- und Carbonyl -Liganden unterscheiden, im Gleichgewicht miteinander vorliegen können.Although it is not necessary for the acetalization reaction, an addition of hydrogen to the reaction mixture, the supply of small amounts of hydrogen, substituted or less together with the supply quantities of carbon monoxide using carbonyl-homogeneous catalysts can, to an exten ¬ tion of the service life result of these homogeneous catalysts. In practice, synthesis gas can be used for this purpose. It should be noted here that the hydrogen and / or the carbon monoxide, depending on the reaction temperature and partial pressure used, react with the transition metal complexes present as homogeneous catalysts in the reaction mixture, and consequently in the reaction mixture under these conditions, several catalytically active, organometallic transition metal complexes which are in the essentially by the number of their hydrido- and Differentiate carbonyl ligands, which may be in equilibrium with one another.
Zur Verbesserung der Aktivität, Selektivität und Stabilität der Homogenkatalysatoren, insbesondere der phosphorhaltige Liganden enthaltenden Homogenkatalysatoren, wird im allgemeinen das Phosphin oder Phosphit bezüglich des Phosphin- oder Phosphit- Komplexes des Übergangsmetallelementes in einer 2 bis 100 molaren, vorzugsweise in einer 2 bis 20 molaren und besonders bevor- zugt in einer 2 bis 10 molaren Menge zugesetzt. Wird der alsIn order to improve the activity, selectivity and stability of the homogeneous catalysts, in particular the homogeneous catalysts containing phosphorus-containing ligands, the phosphine or phosphite is generally in a 2 to 100 molar, preferably in a 2 to 20 molar and, with respect to the phosphine or phosphite complex of the transition metal element particularly preferably added in a 2 to 10 molar amount. If the as
Homogenkatalysator dienende Übergangsmetallelementkomplex in situ im Reaktionsgemisch erzeugt, so setzt man zweckmäßigerweise einen entsprechend hohen Überschuß an Phosphin- oder Phosphit-Ligand bezüglich des betreffenden Übergangsmetallelementes ein.Homogeneous catalyst serving transition metal element complex generated in situ in the reaction mixture, it is expedient to use a correspondingly high excess of phosphine or phosphite ligand with respect to the transition metal element in question.
Die homogen im Reaktionsmedium löslichen Übergangsmetallkatalysatoren werden im allgemeinen bezüglich des dem Reaktor zugeführten Allylethers I in Mengen von 0,001 bis 1 mol-%, vorzugsweise von 0,01 bis 1 mol-%, eingesetzt. Es versteht sich für den Fach- mann von selbst, daß die zuzugebende Menge an Homogenkatalysator von der katalytischen Aktivität des jeweils verwendeten Homogenkatalysators abhängig ist. Je nach Art des eingesetzten Homogenkatalysators kann somit vorteilhaft auch eine höhere oder geringere Katalysatormenge der Reaktionsmischung zugesetzt werden. Zweckmäßigerweise wird die optimale Menge für den jeweils verwendeten Homogenkatalysator in einem Vorversuch ermittelt.The transition metal catalysts which are homogeneously soluble in the reaction medium are generally used in amounts of from 0.001 to 1 mol%, preferably from 0.01 to 1 mol%, based on the allyl ether I fed to the reactor. It goes without saying for the person skilled in the art that the amount of homogeneous catalyst to be added depends on the catalytic activity of the homogeneous catalyst used in each case. Depending on the type of homogeneous catalyst used, a greater or lesser amount of catalyst can therefore advantageously be added to the reaction mixture. The optimum amount for the particular homogeneous catalyst used is expediently determined in a preliminary test.
Die Durchführung der Acetalisierung mit Hilfe der genannten Homogenkatalysatoren kann diskontinuierlich, z.B. in Rührkesseln oder kontinuierlich, z.B. in Schlaufenreaktoren oder Rührkessel - kaskaden, bei Temperaturen von im allgemeinen 20 bis 200°C, vorzugsweise von 60 bis 180°C, insbesondere von 80 bis 160°C und bei einem Druck von im allgemeinen 1 bis 100 bar, vorzugsweise von 1 bis 60 bar, vorgenommen werden. Die Acetalisierung kann in An- oder Abwesenheit von zugesetzten Lösungsmitteln, wie alipha- tischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, z.B. Toluol, Benzol oder Cyclohexan, Ethern, z.B. Dibutylether, Tetrahydro- furan, Dioxan oder flüssigen, niedermolekularen Polyalkylen- glykolen, halogenierten aliphatischen oder aromatischen Kohlen- Wasserstoffen, z.B. Chloroform, Dichlormethan, Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Sulfoxiden oder Sulfonen, z.B. Dimethylsulfoxid oder Sulfolan, erfolgen.The acetalization can be carried out discontinuously, e.g. in stirred tanks or continuously, e.g. in loop reactors or stirred tank cascades, at temperatures of generally from 20 to 200 ° C., preferably from 60 to 180 ° C., in particular from 80 to 160 ° C. and at a pressure of generally 1 to 100 bar, preferably from 1 to 60 cash. Acetalization can be carried out in the presence or absence of added solvents such as aliphatic or aromatic hydrocarbons e.g. Toluene, benzene or cyclohexane, ethers, e.g. Dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane or liquid, low molecular weight polyalkylene glycols, halogenated aliphatic or aromatic hydrocarbons, e.g. Chloroform, dichloromethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, sulfoxides or sulfones, e.g. Dimethyl sulfoxide or sulfolane.
Die erfindungsgemäße Acetalisierung erfolgt unter im wesentlichen wasserfreien Bedingungen, d.h. in Abwesenheit technisch wirksamer Mengen Wasser, da sich die Anwesenheit von Wasser nachteilig auf das Ergebnis der Acetalisierungsreaktion auswirkt. Es versteht sich von selbst, daß die Anwesenheit geringer Wasserspuren, die keinen meßbaren Einfluß auf Ausbeute und Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens haben, toleriert werden kann.The acetalization according to the invention takes place under essentially water-free conditions, ie in the absence of technically effective amounts of water, since the presence of water has a disadvantageous effect on the result of the acetalization reaction. It understands it goes without saying that the presence of small traces of water, which have no measurable influence on the yield and economy of the process according to the invention, can be tolerated.
Statt in diesen herkömmlichen Lösungsmitteln kann die Isomerisierung und Acetalisierung des Allylethers I zum Acetal III auch in einer Phosphin-Schmelze erfolgen. Vorteilhaft kann diese Verfahrensweise bei Phosphin-haltigen Homogenkatalysatoren angewandt werden. Das quasi als Lösungsmittel dienende Phosphin kann dabei im allgemeinen prinzipiell beliebig gewählt werden, vorzugsweise wird jedoch dasjenige Phosphin in der Schmelze verwendet, das im als Homogenkatalysator dienenden Übergangs - metallelementkomplex als Ligand dient.Instead of these conventional solvents, the isomerization and acetalization of the allyl ether I to the acetal III can also take place in a phosphine melt. This procedure can advantageously be used with homogeneous catalysts containing phosphine. In principle, the phosphine which serves as a solvent can in principle be chosen arbitrarily, but preferably that melt is used in the phosphine which serves as a ligand in the transition metal element complex which serves as a homogeneous catalyst.
Die Zugabe des Alkohols R3OH II kann in weiten Bereichen variiert werden. Die zur Bildung des Acetals III benötigte äquimolare Menge kann, falls gewünscht, dabei auch überschritten werden. Im allgemeinen wird der Alkohol R3OH II dem Reaktor, bezogen auf den eingesetzten Allylether I in einem Molverhältnis II/I von 1 : 1 bis 100 : 1, vorzugsweise von 1 : 1 bis 10 : 1, insbesondere von 1 : 1 bis 5 : 1 zugeführt. Höhere molare Überschüsse des Alkohols R3OH II bezüglich des Allylethers I wirken sich in der Regel auf das Ergebnis der Umsetzung nicht nachteilig aus, zweckmäßigerweise wird der Alkohol R3OH II aber im Rahmen der vorgenannten Mengenverhältnisse verwendet.The addition of the alcohol R 3 OH II can be varied over a wide range. The equimolar amount required to form acetal III can, if desired, also be exceeded. In general, the alcohol R 3 OH II to the reactor, based on the allyl ether I used, in a molar ratio II / I of 1: 1 to 100: 1, preferably from 1: 1 to 10: 1, in particular from 1: 1 to 5 : 1 fed. Higher molar excesses of the alcohol R 3 OH II with respect to the allyl ether I generally do not have a disadvantageous effect on the result of the reaction, but the alcohol R 3 OH II is expediently used in the aforementioned proportions.
Nach beendeter Umsetzung wird das Reaktionsprodukt im allgemeinen destillativ aufgearbeitet, wobei der Homogenkatalysator aus dem Sumpf der Destillation zurückgewonnen und gewünschtenfalls erneut verwendet werden kann. Ist eine Wiederverwendung des Katalysators erwünscht, so kann dem Reaktionsgemisch vor der Destillation vorteilhaft ein Lösungsmittel zugesetzt werden, das höher siedet als das in der Umsetzung gebildete Acetal III. Ist der verwendete Homogenkatalysator unter den Bedingungen der Destillation ther- misch und chemisch stabil, kann vom Zusatz eines hochsiedenden Lösungsmittels abgesehen und der Homogenkatalysator z.B. in einer Triphenylphosphinschmelze wieder in die Umsetzung zurückgeführt werden.After the reaction has ended, the reaction product is generally worked up by distillation, it being possible for the homogeneous catalyst to be recovered from the bottom of the distillation and, if desired, to be reused. If it is desired to reuse the catalyst, a solvent which has a higher boiling point than the acetal III formed in the reaction can advantageously be added to the reaction mixture before the distillation. If the homogeneous catalyst used is thermally and chemically stable under the conditions of the distillation, the addition of a high-boiling solvent can be dispensed with and the homogeneous catalyst e.g. be returned to the reaction in a triphenylphosphine melt.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Isomerisierung und Acetalisierung des Allylethers I zum Acetal III unter Verwendung eines heterogenen Katalysators ausge¬ führt, wobei das Verfahren vorteilhaft in flüssiger Phase durchgeführt wird. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß als Katalysatoren für die Umsetzung des Allylethers I zum Acetal III an sich gängige heterogene Hydrierkatalysatoren, die im Reaktionsmedium im wesentlichen unlöslich sind, verwendet werden können. Von diesen Hydrierkatalysatoren sind solche bevorzugt, die ein oder mehrere Elemente der Gruppen IA, VIA, VIIA oder VIIIA, gegebenenfalls in Kombination mit einem oder mehreren Elementen der Gruppe VA, des Periodensystems der Elemente, insbesondere Chrom, Molybdän, Wolfram, Rhenium, Ruthenium, Kobalt, Nickel, Rhodium, Iridium, Osmium, Palladium und/oder Platin, gegebenenfalls in Kombination mit Eisen und/oder Kupfer enthalten.In a further embodiment of the method according to the invention the isomerization of the allyl ether and acetalization is I to acetal III leads out using a heterogeneous catalyst ¬, the method advantageously is carried out in liquid phase. It has surprisingly been found that heterogeneous hydrogenation catalysts which are per se conventional and are essentially insoluble in the reaction medium can be used as catalysts for the conversion of the allyl ether I to the acetal III. Of these hydrogenation catalysts, preference is given to those which contain one or more elements from groups IA, VIA, VIIA or VIIIA, optionally in combination with one or more elements from group VA, from the periodic table of the elements, in particular chromium, molybdenum, tungsten, rhenium, ruthenium, Contain cobalt, nickel, rhodium, iridium, osmium, palladium and / or platinum, optionally in combination with iron and / or copper.
Im erfindungsgemäßen Verfahren können als Heterogenkatalysatoren z.B. sogenannte Fällungskatalysatoren verwendet werden. Solche Katalysatoren können hergestellt werden, indem man ihre kataly- tisch aktiven Komponenten aus deren Salzlösungen, insbesondere aus den Lösungen von deren Nitraten und/oder Acetaten, beispielsweise durch Zugabe von Lösungen von Alkalimetall- und/oder Erdalkalimetallhydroxid- und/oder Carbonat-Lösungen, als z.B. schwerlösliche Hydroxyde, Oxidhydrate, basische Salze oder Carbonate ausfällt, die erhaltenen Niederschläge anschließend trocknet und diese dann durch Calcinierung bei im allgemeinen 300 bis 700°C, insbesondere 400 bis 600°C in die betreffenden Oxide, Mischoxide und/oder gemischt-valentigen Oxide umwandelt, welche z.B. durch eine Behandlung mit Reduktionsmitteln, wie Wasserstoff oder Wasserstoff enthaltenden Gasen, bei in der Regel 50 bis 700°C, insbesondere bei 100 bis 400°C, zu den betreffenden Metallen und/oder zu oxidischen Verbindungen niedriger Oxidationsstufe reduziert und in die eigentliche, katalytisch aktive Form über- führt werden. Dabei wird in der Regel solange reduziert, bis kein Wasser mehr gebildet wird. Bei der Herstellung von Fällungskata¬ lysatoren, die ein Trägermaterial enthalten, kann die Fällung der katalytisch aktiven Komponenten in Gegenwart des betreffenden Trägermaterials erfolgen. Die katalytisch aktiven Komponenten können vorteilhaft aber auch gleichzeitig mit dem Trägermaterial aus den betreffenden Salzlösungen gefällt werden, wie dies z.B. bei der Fällung der katalytisch aktiven Komponenten mittels einer Wasserglas -Lösung der Fall ist.So-called precipitation catalysts, for example, can be used as heterogeneous catalysts in the process according to the invention. Such catalysts can be produced by removing their catalytically active components from their salt solutions, in particular from the solutions of their nitrates and / or acetates, for example by adding solutions of alkali metal and / or alkaline earth metal hydroxide and / or carbonate solutions, precipitates as, for example, poorly soluble hydroxides, oxide hydrates, basic salts or carbonates, the precipitates obtained subsequently dry and these are then calcined at generally 300 to 700 ° C., in particular 400 to 600 ° C., into the oxides, mixed oxides and / or mixed-valentines in question Converts oxides, which, for example, by treatment with reducing agents such as hydrogen or hydrogen-containing gases at 50 to 700 ° C, in particular at 100 to 400 ° C, reduced to the relevant metals and / or to oxidic compounds of low oxidation level and be converted into the actual, catalytically active form. It is usually reduced until no more water is formed. In the production of Fällungskata ¬ catalysts containing a support material, the precipitation of the catalytically active components can take place in the presence of the support material. The catalytically active components can, however, advantageously also be precipitated from the relevant salt solutions at the same time as the support material, as is the case, for example, when the catalytically active components are precipitated by means of a water glass solution.
Bevorzugt werden im erfindungsgemäßen Verfahren Katalysatoren eingesetzt, welche die katalytisch aktiven Metalle oder Metall - Verbindungen auf einem Trägermaterial abgeschieden enthalten. Außer den obengenannten Fällungskatalysatoren, welche außer den katalytisch aktiven Komponenten noch zusätzlich ein Träger- material enthalten, eignen sich für das erfindungsgemäße Verfahren im allgemeinen solche Trägerkatalysatoren, bei denen die katalytisch wirkenden Komponenten z.B. durch Imprägnierung auf ein Trägermaterial aufgebracht worden sind.Catalysts which contain the catalytically active metals or metal compounds deposited on a support material are preferably used in the process according to the invention. In addition to the above-mentioned precipitation catalysts which, in addition to the catalytically active components, additionally contain a support material, support catalysts in which the catalytically active components have been applied, for example, by impregnation to a support material.
Die Art der Aufbringung der katalytisch aktiven Metalle auf den Träger ist in der Regel für das Verfahrensergebnis nicht kritisch und kann auf verschiedenerlei Art und Weise bewerkstelligt werden. Die katalytisch aktiven Metalle können auf diese Träger- materialien z.B. durch Tränkung mit Lösungen oder Suspensionen der Salze oder Oxide betreffenden Elemente, Trocknung und anschließende Reduktion der Metallverbindungen zu den betreffenden Metallen oder oxidischen Verbindungen niederer Oxidations- stufe mittels eines Reduktionsmittels, vorzugsweise mit Hilfe von Wasserstoff, Wasserstoff enthaltenden Gasen oder Hydrazin, aufgebracht werden. Eine andere Möglichkeit zur Aufbringung der kata- lytisch aktiven Metalle auf diese Träger besteht darin, dieThe way in which the catalytically active metals are applied to the support is generally not critical to the result of the process and can be accomplished in a variety of ways. The catalytically active metals can be applied to these carrier materials e.g. by impregnation with solutions or suspensions of the elements or salts relating to salts, drying and subsequent reduction of the metal compounds to the relevant metals or oxidic compounds of a low oxidation level by means of a reducing agent, preferably with the aid of hydrogen, hydrogen-containing gases or hydrazine. Another possibility for applying the catalytically active metals to these supports is that
Träger mit Lösungen thermisch leicht zersetzbarer Salze, z.B. mit Nitraten oder mit thermisch leicht zersetzbaren Komplexverbindungen, z.B. Carbonyl- oder Hydrido-Komplexen der katalytisch aktiven Metalle, zu imprägnieren und den so getränkten Träger zwecks thermischer Zersetzung der adsorbierten MetallVerbindungen auf Temperaturen von 300 bis 600°C zu erhitzen. Diese thermische Zersetzung wird vorzugsweise unter einer Schutzgasatmosphäre vorgenommen. Geeignete Schutzgase sind z.B. Stickstoff, Kohlendioxid, Wasserstoff oder die Edelgase. Weiterhin können die kataly- tisch aktiven Metalle auf dem Katalysatorträger durch Aufdampfung oder durch Flammspritzen abgeschieden werden.Carrier with solutions of easily decomposable salts, e.g. with nitrates or with thermally easily decomposable complex compounds, e.g. To impregnate carbonyl or hydrido complexes of the catalytically active metals and to heat the support soaked in order to thermally decompose the adsorbed metal compounds to temperatures of 300 to 600 ° C. This thermal decomposition is preferably carried out under a protective gas atmosphere. Suitable protective gases are e.g. Nitrogen, carbon dioxide, hydrogen or the noble gases. Furthermore, the catalytically active metals can be deposited on the catalyst support by vapor deposition or by flame spraying.
Der Gehalt dieser Trägerkatalysatoren an den katalytisch aktiven Metallen ist prinzipiell für das Gelingen des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht kritisch. Es versteht sich für den Fachmann von selbst, daß höhere Gehalte dieser Trägerkatalysatoren an katalytisch aktiven Metallen zu höheren Raum-Zeit-Umsätzen führen als niedrigere Gehalte. Im allgemeinen werden aber Träger- katalysatoren verwendet, deren Gehalt an katalytisch aktiven Metallen 0,1 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Katalysator beträgt. Da sich diese Gehaltsangaben auf den gesamten Katalysator inklusive Träger- material beziehen, die unterschiedlichen Trägermaterialien jedoch sehr unterschiedliche spezifische Gewichte und spezifische Ober- flächen haben, können diese Angaben aber auch unter- oder über¬ schritten werden, ohne daß sich dies nachteilig auf das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens auswirkt. Selbstverständlich können auch mehrere der katalytisch aktiven Metalle auf dem jeweiligen Trägermaterial aufgebracht sein. Weiterhin können die katalytisch aktiven Metalle beispielsweise nach den Verfahren von DE-A 2 519 817, EP-A 147 219 und EP-A 285 420 auf den Träger auf¬ gebracht werden. In den Katalysatoren gemäß den vorgenannten Schriften liegen die katalytisch aktiven Metalle als Legierung vor, die durch thermische Behandlung und/oder Reduktion der z.B. durch Tränkung auf einem Träger abgeschiedenen Salze oder Komplexe der zuvor genannten Metalle, erzeugt werden.The content of these supported catalysts in the catalytically active metals is in principle not critical for the success of the process according to the invention. It goes without saying for a person skilled in the art that higher levels of these supported catalysts in catalytically active metals lead to higher space-time conversions than lower levels. In general, however, supported catalysts are used whose content of catalytically active metals is 0.1 to 80% by weight, preferably 0.5 to 30% by weight, based on the total catalyst. Since these content data material related to the total catalyst including carrier, the different support materials, however, have surfaces very different specific gravities and specific top, this information but can be exceeded even under- or over ¬, without this having a detrimental effect on the result of the inventive method affects. Of course, several of the catalytically active metals can also be applied to the respective carrier material. May continue to the catalytically active metals, for example, by the processes of DE-A 2519817, EP-A 147 219 and EP-A are brought to the carrier on ¬ 285,420. In the catalysts according to the aforementioned Writings present the catalytically active metals as an alloy, which are produced by thermal treatment and / or reduction of the salts or complexes of the aforementioned metals deposited on a support, for example by impregnation.
Als Trägermaterialien können im allgemeinen die Oxide des Aluminiums oder Titans, Zirkoniumdioxid, Siliziumdioxid, Kieselgur, Kieselgel, Tonerden, z.B. Montmorillonite, Silikate, wie Magnesium- oder Aluminiumsilikate, Zeolithe, wie ZSM-5 oder ZSM-10-Zeolithe sowie Aktivkohle verwendet werden. Bevorzugte Trägermaterialien sind Aluminiumoxide, Titandioxide, Zirkoniumdioxid und Aktivkohle. Selbstverständlich können auch Mischungen verschiedener Trägermaterialien als Träger für im erfindungs- gemäßen Verfahren anwendbare Katalysatoren dienen.Generally the oxides of aluminum or titanium, zirconium dioxide, silicon dioxide, diatomaceous earth, silica gel, clays, e.g. Montmorillonites, silicates such as magnesium or aluminum silicates, zeolites such as ZSM-5 or ZSM-10 zeolites and activated carbon can be used. Preferred carrier materials are aluminum oxides, titanium dioxide, zirconium dioxide and activated carbon. Mixtures of different support materials can of course also serve as supports for catalysts which can be used in the process according to the invention.
Als für die Durchführung der Acetalisierung Heterogenkatalysatoren seien die folgenden Katalysatoren beispielhaft genannt:The following catalysts may be mentioned by way of example as heterogeneous catalysts for carrying out the acetalization:
Platindioxid, Palladium auf Aluminiumoxid, Palladium auf Siliziumdioxid, Palladium auf Bariumsulfat, Palladium aufPlatinum dioxide, palladium on aluminum oxide, palladium on silicon dioxide, palladium on barium sulfate, palladium on
Zirkoniumdioxid, Rhodium auf Aktivkohle, Rhodium auf Aluminiumoxid, Ruthenium auf Siliziumdioxid oder Aktivkohle, Nickel auf Siliziumdioxid, Kobalt auf Siliziumdioxid, Kobalt auf Aluminiumoxid, Carbonyleisenpulver, Rhenium-Palladium auf Aktivkohle, Rhenium-Platin auf Aktivkohle, Platinoxid-Rhodiumoxid-Mischungen, Platin-Palladium auf Aktivkohle, Kupferchromit, Bariumchromit, Nickel-Chromoxid auf Aluminiumoxid, Kobaltsulfid, Nickelsulfid, Kupfer-Molybdän(VI) oxid-Siliziumdioxid-Aluminiumoxid-Katalysato- ren, mit Selen oder Blei partiell vergiftete Palladium auf Aktiv- kohle-Katalysatoren sowie die Katalysatoren gemäß DE-A 3 932 332, US-A 3 449 445, EP-A 44444, EP-A 147 219, DE-A 3 904 083, DE-A 2 321 101, EP-A 415 202, DE-A 2 366 264 und EP-A 100 406.Zirconium dioxide, rhodium on activated carbon, rhodium on aluminum oxide, ruthenium on silicon dioxide or activated carbon, nickel on silicon dioxide, cobalt on silicon dioxide, cobalt on aluminum oxide, carbonyl iron powder, rhenium-palladium on activated carbon, rhenium-platinum on activated carbon, platinum oxide-rhodium oxide mixtures, platinum Palladium on activated carbon, copper chromite, barium chromite, nickel-chromium oxide on aluminum oxide, cobalt sulfide, nickel sulfide, copper-molybdenum (VI) oxide-silicon dioxide-aluminum oxide catalysts, palladium on activated carbon catalysts partially poisoned with selenium or lead as well as the catalysts according to DE-A 3 932 332, US-A 3 449 445, EP-A 44444, EP-A 147 219, DE-A 3 904 083, DE-A 2 321 101, EP-A 415 202, DE-A 2 366 264 and EP-A 100 406.
Vorteilhaft können im erfindungsgemäßen Verfahren auch Hydrier- katalysatoren verwendet werden, die Brönsted- und/oder Lewis- acide Zentren enthalten.Hydrogenation catalysts which contain Bronsted and / or Lewis acidic centers can also advantageously be used in the process according to the invention.
Als Brönsted- oder Lewis-saure Zentren können z.B. die katalytisch aktiven Metalle selber wirken, wenn diese bei der Aktivie- rung des Katalysators mit Wasserstoff oder Wasserstoff enthaltenden Gasen nicht vollständig zu den betreffenden Metallen reduziert werden. Dies gilt z.B. für die chromithaltigen Katalysatoren, wie Kupferchromit. Weiterhin können solche Lewis- oder Brönsted-aciden oder basischen Zentren über das verwendete Trägermaterial in den Katalysator eingebracht werden. Als Lewis¬ oder Brönsted-acide Zentren enthaltende Trägermaterialien seien z.B. die Aluminiumoxide, Titandioxide, Zirkoniumdioxid, Silizium- dioxid, die Silikate, Tonerden, Zeolithe, Magnesium-Aluminium- Mischoxide und Aktivkohle genannt.For example, the catalytically active metals themselves can act as Bronsted or Lewis acidic centers if they are not completely reduced to the metals in question when the catalyst is activated with gases containing hydrogen or hydrogen. This applies, for example, to chromite-containing catalysts, such as copper chromite. Such Lewis or Bronsted acidic or basic centers can also be introduced into the catalyst via the support material used. Support materials containing Lewis ¬ or Brönsted acidic centers are, for example, aluminum oxides, titanium dioxide, zirconium dioxide, silicon dioxide, called silicates, clays, zeolites, magnesium-aluminum mixed oxides and activated carbon.
Bevorzugt werden deshalb im erfindungsgemäßen Verfahren als Hydrierkatalysatoren Trägerkatalysatoren verwendet, die Elemente der IA, VI., VII. und/oder VIII. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente, insbesondere der Elemente der VII. und VIII. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente auf einem Brönsted- oder Lewis-acide wirkenden Trägermaterial abgeschieden enthalten. Besonders vorteilhafte Katalysatoren sind z.B. Ruthenium aufIn the process according to the invention, preference is therefore given to using supported catalysts as hydrogenation catalysts which contain elements of IA, VI., VII. And / or VIII. Subgroup of the Periodic Table of the Elements, in particular the elements of VII. And VIII. Subgroup of the Periodic Table of the Elements on a Bronsted or Lewis acidic support material deposited. Particularly advantageous catalysts are e.g. Ruthenium
Aktivkohle, Ruthenium auf Aluminiumoxid, Ruthenium auf Siliziumdioxid, Ruthenium auf Magnesiumoxid, Ruthenium auf Zirkoniumdioxid, Ruthenium auf Titandioxid, Palladium auf Aluminiumoxid, Palladium auf Siliziumdioxid, Palladium auf Zirkoniumdioxid, Palladium auf Bariumsulfat und mit Selen oder Blei partiell vergiftete Palladium auf Aktivkohle-Katalysatoren.Activated carbon, ruthenium on aluminum oxide, ruthenium on silicon dioxide, ruthenium on magnesium oxide, ruthenium on zirconium dioxide, ruthenium on titanium dioxide, palladium on aluminum oxide, palladium on silicon dioxide, palladium on zirconium dioxide, palladium on barium sulphate and palladium on activated carbon catalysts partially poisoned with selenium or lead.
Katalysatoren, welche selbst keine derartigen Brönsted- oder Lewis-aciden Zentren haben, können Lewis- oder Brönsted-acide- Komponenten, wie Zeolithe, Aluminium- oder Siliziumoxide,Catalysts which themselves have no such Bronsted or Lewis acidic centers can be Lewis or Bronsted acidic components, such as zeolites, aluminum or silicon oxides,
Phosphorsäure oder Schwefelsäure, zugesetzt werden. Sie werden im allgemeinen in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,05 bis 0,5 Gew.-% und besonders bevorzugt von 0,1 bis 0,4 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Katalysa- tors, zugesetzt.Phosphoric acid or sulfuric acid can be added. They are generally used in amounts of from 0.01 to 5% by weight, preferably from 0.05 to 0.5% by weight and particularly preferably from 0.1 to 0.4% by weight, based on the weight of the catalyst used.
Weiterhin sind zur Umsetzung des Allylethers I zum Acetal III Heterogenkatalysatoren geeignet, welche die zur homogenen Katalyse dieser Verfahrensstufe verwendbaren organometallischen Kom- plexverbindungen von Übergangsmetallelementen aus der Gruppe VIA, und VIIIA des Periodensystems der Elemente in heterogenisierter Form enthalten, beispielsweise solche, in denen das betreffende Übergangsmetallelement an eine polymere Matrix fixiert ist.Also suitable for converting the allyl ether I to the acetal III are heterogeneous catalysts which contain the organometallic complex compounds of transition metal elements from group VIA and VIIIA of the periodic table of the elements which can be used for the homogeneous catalysis of this process step in heterogeneous form, for example those in which the corresponding Transition metal element is fixed to a polymer matrix.
Solche polymeren Matrizes können Harze, wie Styrol-Divinylbenzol- Harze oder Phenol-Formaldehyd-Harze sein, an die die betreffenden zur Komplexierung des Übergangsmetallelements dienenden Liganden vorzugsweise kovalent gebunden sind, welche wiederum mit den betreffenden Übergangsmetallen Komplexe bilden und diese derart quasi immobilisieren.Such polymeric matrices can be resins, such as styrene-divinylbenzene resins or phenol-formaldehyde resins, to which the ligands in question which serve to complex the transition metal element are preferably covalently bound, which in turn form complexes with the transition metals in question and quasi immobilize them in this way.
Solche heterogenisierten, polymer gebundenen Gruppe VIA oder Gruppe VIIIA-Element-Komplexe, insbesondere Palladium- und Nickel-Komplexe, sind beispielsweise nach dem Verfahren von Zhuangyu et al . (Reactive Polymers £, 249 (1988)) oder nachSuch heterogenized, polymer-bonded group VIA or group VIIIA element complexes, in particular palladium and nickel complexes, are, for example, by the method of Zhuangyu et al. (Reactive Polymers £, 249 (1988)) or after
Wang et al . (J. Org. Chem. 59., 5358 (1994)) erhältlich. Immobili¬ sierte Phosphin-Komplexe der Gruppe VIA- und VIIIA-Elemente sind z.B. nach den Verfahren von Hartley, Adv. Organomet. Chem. 15. 189 (1977), F.R. Hartley "Supported Metal Complexes", Riedel, Dordrecht 1985, K. Smith, "Solid Supports and Catalysis in Organic Synthesis", Ellis Horwood, Prentice Hall, N.Y. 1992, C.H. Pittman "Polymer supported Reactions in Organic Synthesis", S. 249, Wiley, Chichester 1980 und C.H. Pittmann J. Am. Chem. Soc. 18 , 5407 (1976) sowie Ann. N.Y. Acad. Sei. 2_ü, 15 (1977) erhältlich. Der Vorteil der Anwendung solcher heterogenisierter Katalysatoren liegt insbesondere in der leichteren und schonenderen Abtrennbarkeit des Katalysators von den Reaktions- produkten. Dieser kann in einem Festbett angeordnet und von der Reaktionsmischung durchströmt werden oder aber auch in der Reaktionsmischung suspendiert und nach beendeter Umsetzung, mechanisch abgetrennt werden.Wang et al. (J. Org. Chem. 59th, 5358 (1994)) are available. Real estate ¬ catalyzed phosphine complexes of the Group VIA and VIIIA elements are for example by the methods of Hartley, Adv. Organomet. Chem. 15, 189 (1977), FR Hartley "Supported Metal Complexes", Riedel, Dordrecht 1985, K. Smith, "Solid Supports and Catalysis in Organic Synthesis", Ellis Horwood, Prentice Hall, NY 1992, CH Pittman "Polymer supported Reactions in Organic Synthesis ", p. 249, Wiley, Chichester 1980 and CH Pittmann J. Am. Chem. Soc. 18, 5407 (1976) and Ann. NY Acad. Be. 2_ü, 15 (1977) available. The advantage of using such heterogenized catalysts is in particular the easier and gentler separation of the catalyst from the reaction products. This can be arranged in a fixed bed and the reaction mixture can flow through it, or it can also be suspended in the reaction mixture and mechanically separated after the reaction has ended.
Der Heterogenkatalysator kann sowohl im flüssigen Reaktionsmedium suspendiert oder vorzugsweise in einem Festbett oder mehreren Festbetten angeordnet, eingesetzt werden. Das Verfahren kann bei Einsatz eines im flüssigen Reaktionsmedium suspendierten Heterogenkatalysators z.B. in Rührkesseln oder Schlaufenreaktoren durchgeführt werden. Bei Anwendung eines in einem Festbett angeordneten Heterogenkatalysators wird das Reaktionsgut im allgemeinen in der Sumpf- oder Rieselfahrweise über das Katalysatorfestbett geleitet.The heterogeneous catalyst can either be suspended in the liquid reaction medium or preferably arranged in a fixed bed or several fixed beds. The process can be carried out using a heterogeneous catalyst suspended in the liquid reaction medium, e.g. be carried out in stirred tanks or loop reactors. When using a heterogeneous catalyst arranged in a fixed bed, the reaction mixture is generally passed over the fixed catalyst bed in the bottom or trickle mode.
Im allgemeinen wird der Katalysator mit der flüssigen Reaktions- mischung mit einer Raumgeschwindigkeit von 0,001 bis 2, vorzugsweise von 0,01 bis 1,5 und besonders bevorzugt von 0,05 bis 1 kg Reaktionsgemisch/1 Katalysator-h belastet. Bei Anwendung der Heterogenkatalysatoren kann die Umsetzung in An- oder Abwesenheit eines Lösungsmittels erfolgen. Als Lösungsmittel können die gleichen Lösungsmittel Anwendung finden, welche auch bei der Durchführung des Verfahrens unter homogener Katalyse verwendet werden können.In general, the catalyst is loaded with the liquid reaction mixture at a space velocity of 0.001 to 2, preferably from 0.01 to 1.5 and particularly preferably from 0.05 to 1 kg of reaction mixture / 1 hour of catalyst. When using the heterogeneous catalysts, the reaction can take place in the presence or absence of a solvent. The same solvents can be used as solvents which can also be used in carrying out the process under homogeneous catalysis.
Die Zugabe des Alkohols R30H II zur Erzeugung des Acetals III aus dem Allylether I kann in weiten Bereichen variiert werden. Die benötigte äquimolare Menge kann, falls gewünscht, auch überschritten werden. Im allgemeinen wird der Alkohol R3OH II dem Re- aktor, bezogen auf den in diese Reaktion eingesetzten Allylether I in einem Molverhältnis II/I von 1:1 bis 100:1, vorzugsweise von 1:1 bis 10:1, insbesondere 1:1 bis 5:1 zugeführt. Höhere molare Überschüsse des Alkohols bezüglich des Addukts wirken sich in der Regel auf das Ergebnis der Umsetzung nicht nachteilig aus, zweck- mäßigerweise wird der Alkohol R3OH II aber im Rahmen der vorgenannten Mengenverhältnisse verwendet. Die Isomerisierung und Acetalisierung des Allylethers zum Acetal III am Heterogen- katalysator in flüssiger Phase wird im allgemeinen bei einer Temperatur von 20 bis 300°C, vorzugsweise von 50 bis 280°C und besonders bevorzugt von 80 bis 250°C und bei einem Druck von im allgemeinen 1 bis 100 bar, vorzugsweise von 1 bis 50 bar, ins- besondere von 2 bis 10 bar durchgeführt.The addition of the alcohol R 3 0H II to produce the acetal III from the allyl ether I can be varied over a wide range. The required equimolar amount can, if desired, also be exceeded. In general, the alcohol R 3 OH II is the reactor, based on the allyl ether I used in this reaction in a molar ratio II / I of 1: 1 to 100: 1, preferably from 1: 1 to 10: 1, in particular 1 : 1 to 5: 1 fed. Higher molar excesses of the alcohol with respect to the adduct generally do not have a disadvantageous effect on the result of the reaction, but the alcohol R 3 OH II is expediently used in the context of the quantitative ratios mentioned above. The isomerization and acetalization of the allyl ether to the acetal III on the heterogeneous Catalyst in the liquid phase is generally at a temperature from 20 to 300 ° C, preferably from 50 to 280 ° C and particularly preferably from 80 to 250 ° C and at a pressure of generally 1 to 100 bar, preferably from 1 to 50 bar, especially from 2 to 10 bar.
Der flüssige Reaktionsaustrag aus dieser Verfahrensstufe wird im allgemeinen destillativ, in analoger Weise, wie es für die Durchführung dieser Verfahrensstufe mit Homogenkatalysatoren bereits beschrieben wurde, aufgearbeitet. Naturgemäß entfällt bei der Anwendung von Heterogenkatalysatoren die Rückführung des Katalysators, wie sie unter Umständen bei Anwendung von Homogenkatalysatoren zweckmäßig und vorteilhaft ist.The liquid reaction product from this process stage is generally worked up by distillation in an analogous manner to that which has already been described for carrying out this process stage with homogeneous catalysts. When heterogeneous catalysts are used, there is naturally no need to recycle the catalyst, as may be expedient and advantageous when using homogeneous catalysts.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Acetale in guten Ausbeuten und Selektivitäten ausgehend von Allylethern hergestellt werden. Insbesondere zeichnen sich die im erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendenden Katalysatoren durch eine gute Abtrennbar- keit vom Reaktionsprodukt sowie durch eine gute Stabilität aus, wodurch die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden könne .With the process according to the invention, acetals can be prepared in good yields and selectivities starting from allyl ethers. In particular, the catalysts to be used in the process according to the invention are notable for good separability from the reaction product and also for good stability, as a result of which the disadvantages of the prior art can be overcome.
BeispieleExamples
Beispiel 1example 1
Ein Glasautoklav wurde mit 0,022 g des Katalysators HRuCl (CO) (PPh3)3, 0,031 g Triphenylphosphin, 0,005 g Decansäure, 3,18 g (24,8 mmol) l-Butoxybut-2-en und 1,83 g (24,8 mmol) n-Butanol befüllt. Nach 16 Stunden Reaktionszeit bei 160°C unter Eigendruck wurde das Reaktionsgemisch mittels kalibrierter Gaschromatographie analysiert. Bei einem Umsatz von 85 % wurde 1 , 1-Dibutoxybutan mit einer Selektivität von 85,1 %, 1-Butoxy- but-l-en mit 10,1 % gebildet.A glass autoclave was charged with 0.022 g of the catalyst HRuCl (CO) (PPh 3 ) 3 , 0.031 g triphenylphosphine, 0.005 g decanoic acid, 3.18 g (24.8 mmol) l-butoxybut-2-ene and 1.83 g (24 , 8 mmol) filled with n-butanol. After a reaction time of 16 hours at 160 ° C. under autogenous pressure, the reaction mixture was analyzed by means of calibrated gas chromatography. With a conversion of 85%, 1,1-dibutoxybutane with a selectivity of 85.1%, 1-butoxybut-1-ene with 10.1% was formed.
Beispiel 2Example 2
Ein Glasautoklav wurde mit 0,10 g des heterogenen Katalysators Palladium auf Aktivkohle (10 Gew.-% Pd) , 3,0 g (24 mmol) 1-But- oxybut-2-en und 1,73 g (24 mmol) n-Butanol befüllt. Nach 16 Stun¬ den bei 150°C unter Wasserstoffatmosphäre (1 bar) wurde das Reak¬ tionsgemisch wurde mittels kalibrierter Gaschromatographie analy¬ siert. Bei einem Umsatz von 21 % wurde 1, 1-Dibutoxybutan mit einer Selektivität von 42 %, Dibutylether mit 25 % und 1-Butoxy- but-l-en mit 22 % gebildet. A glass autoclave was mixed with 0.10 g of the heterogeneous catalyst palladium on activated carbon (10 wt.% Pd), 3.0 g (24 mmol) 1-butoxybut-2-ene and 1.73 g (24 mmol) n -Butanol filled. After 16 stun ¬ at 150 ° C under a hydrogen atmosphere (1 bar) the reac tion mixture was ¬ Siert means of calibrated gas chromatography analy ¬. With a conversion of 21%, 1, 1-dibutoxybutane with a selectivity of 42%, dibutyl ether with 25% and 1-butoxybut-l-ene with 22% was formed.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von Acetalen durch die Umsetzung von Allylethern mit Alkoholen, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Allylether mit einem Alkohol in flüssiger Phase in Gegenwart eines homogenen Katalysators aus einer Organometallverbindung eines Elementes aus der Gruppe VIA und/oder VIIIA des Periodensystems der Elemente oder in Gegenwart eines heterogenen Katalysators, der ein oder mehrere Elemente aus den Gruppen IA, VIA, VIIA und/oder VIIIA des Periodensystems der Elemente enthält, unter im wesentlichen wasserfreien Bedingungen umsetzt.1. A process for the preparation of acetals by the reaction of allyl ethers with alcohols, characterized in that an allyl ether with an alcohol in the liquid phase in the presence of a homogeneous catalyst from an organometallic compound of an element from the group VIA and / or VIIIA of the periodic table of the elements or in the presence of a heterogeneous catalyst which contains one or more elements from groups IA, VIA, VIIA and / or VIIIA of the Periodic Table of the Elements, under essentially anhydrous conditions.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als homogenen Katalysator eine Organometallverbindung eines Elementes aus der Gruppe VIA und/oder VIIIA des Periodensystems der Elemente verwendet, die einen ein- oder mehr- zähnigen Phosphin- oder Phosphitliganden komplex gebunden enthält.2. The method according to claim 1, characterized in that an organometallic compound of an element from the group VIA and / or VIIIA of the Periodic Table of the Elements is used as a homogeneous catalyst, which contains a mono- or polydentate phosphine or phosphite ligand bound in a complex manner.
3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als homogenen Katalysator einen Komplex eines Platinmetalles mit einem ein- oder mehrzähnigen Phosphin- oder Phosphitliganden verwendet.3. Process according to claims 1 and 2, characterized in that a complex of a platinum metal with a monodentate or multidentate phosphine or phosphite ligand is used as the homogeneous catalyst.
4. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den homogenen Katalysator in situ im Reaktions- medium erzeugt.4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that the homogeneous catalyst is generated in situ in the reaction medium.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Heterogenkatalysator einen Trägerkatalysator verwendet.5. The method according to claim 1, characterized in that a supported catalyst is used as the heterogeneous catalyst.
6. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeich- net, daß man als Heterogenkatalysator einen Trägerkatalysator verwendet, der Aluminiumoxid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid, ein Silikat, eine Tonerde, einen Zeolithen und/oder Aktivkohle als Trägermaterial enthält.6. Process according to claims 1 and 5, characterized in that a supported catalyst is used as the heterogeneous catalyst, which contains aluminum oxide, titanium dioxide, zirconium dioxide, a silicate, an alumina, a zeolite and / or activated carbon as a support material.
7. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 5 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man einen Heterogenkatalysator verwendet, der Palladium enthält. 7. The method is characterized according to claims 1 and 5 to 6, characterized labeled in ¬, which comprises using a heterogeneous catalyst containing palladium.
8. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Heterogenkatalysator verwendet, der zusätzlich ein Element aus der Gruppe VA des Periodensystems der Elemente enthält. 8. The method according to claims 1 and 5 to 7, characterized in that one uses a heterogeneous catalyst which additionally contains an element from group VA of the periodic table of the elements.
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