EP1667950A1 - Method for the production of 1.7-octadiene and use thereof - Google Patents

Method for the production of 1.7-octadiene and use thereof

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Publication number
EP1667950A1
EP1667950A1 EP04765331A EP04765331A EP1667950A1 EP 1667950 A1 EP1667950 A1 EP 1667950A1 EP 04765331 A EP04765331 A EP 04765331A EP 04765331 A EP04765331 A EP 04765331A EP 1667950 A1 EP1667950 A1 EP 1667950A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
octadiene
catalyst
reaction
boiling
cyclohexene
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.)
Pending
Application number
EP04765331A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Volker BÖHM
Michael Röper
Jürgen STEPHAN
Regina Benfer
Markus Schubert
Jörn KARL
Klaus Ebel
Oliver LÖBER
Martin Volland
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
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Filing date
Publication date
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    • C07C2523/74Iron group metals

Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of 1, 7-octadiene by metathesis of cyclohexene with ethylene. It also relates to processes for the preparation of 1, 10 decanedial or muscon or its olefinically unsaturated analogs using 1,7-octadiene prepared in this way.
  • ⁇ , ⁇ -Diolefins are valuable starting materials for a large number of chemical syntheses. For example, they can be used in the context of homo- or copolymerization processes to obtain polymers with defined properties. In addition, they serve as starting materials for the production of ⁇ , co-diols, which in turn can be used in the context of polyester synthesis.
  • the terminal double bonds of the ⁇ , ⁇ -diolefins are also suitable for producing a variety of other functionalities. For example, double hydroformylation of the terminal double bonds gives dialdehydes.
  • a suitable synthetic access to the ⁇ , ⁇ -diolefins is the ring opening metathesis of cyclic olefins in the presence of ethene (“ethenolysis”).
  • ethenolysis cyclic olefins in the presence of ethene
  • DE-A 1 618 760 generally describes the ethenolysis of cyclic olefins in the presence of suitable transition metal catalysts.
  • the ethenolysis of cyclohexene in the presence of a catalyst containing CoO and Mo0 3 at a pressure of 52 atm and 125 ° C. for 3 h gives 1,7-octadiene in a selectivity of approx. 23% of theory. Th.
  • No. 3,424,811 describes “disproportionation reactions” of cyclic with acyclic olefins in the presence of supported catalysts containing Mo or Re and an alkali metal.
  • DE-A 40 09 910 describes the use of organorhenium oxides on oxide supports as catalysts for the ethical metathesis of olefinic compounds. Accordingly, there is still an urgent need for a process which allows 1, 7-octadiene to be produced by ethenolysis of cyclohexene in an economically satisfactory manner and under conditions which can be carried out on an industrial scale.
  • the process according to the invention is suitable for providing large amounts of 1,7-octadiene in a particularly economical manner.
  • the inexpensive and readily available compounds cyclohexene and ethylene serve as starting materials.
  • cyclohexene can be converted into 1,7-octadiene in high yield.
  • Suitable starting materials for the process according to the invention are hydrocarbon mixtures containing cyclohexene, in particular those which consist largely of cyclohexene. Particularly suitable> t cyclohexene with a purity of about 90% to about 99.9%, preferably from about 95% to about 99.9%, particularly preferably from about 98% to about 99.9%.
  • Cyclohexene which contains up to about 1% of polar impurities, in particular oxigenates such as, for example, cyclohexanol and / or cyclohexanone or also peroxides, is advantageously used. Cyclohexene used with particular preference is essentially free of polar impurities.
  • a pre-cleaning according to methods known to the person skilled in the art.
  • it can be passed through a so-called guard bed, which consists of high-surface aluminum oxides, silica gels, aluminum silicates or molecular sieves.
  • This protective bed serves to dry the starting materials used and to remove substances which can act as a catalyst poison in the subsequent metathesis step.
  • Preferred adsorbent materials are, for example, Selexsorb CD ® (Fa. Alcoa Inc.) and CDO and 3A-molecular sieves and NaX (13X). Cleaning is advantageously carried out in drying towers at temperatures and pressures which are chosen so that all components are in the liquid phase.
  • the reactants are usually used in a molar ratio of ethylene to cyclohexene of about 1: 1 to about 10: 1.
  • a molar ratio of approximately 2: 1 to approximately 6: 1 is preferred, particularly preferably approximately 2: 1 to approximately 4: 1.
  • the starting substances are undiluted or by a diluent which is inert under the chosen reaction conditions, such as straight-chain, branched or cyclic hydrocarbons with 5 to 12 carbon atoms, e.g. Cyclohexane, cyclooctane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane and dodecane or higher hydrocarbons or mixtures thereof, diluted in a reactor corresponding to the selected temperature and pressure conditions, such as a pressurized gas vessel, a flow tube, a tubular reactor, a stirred tank, a trickle bed reactor, a bubble column, a stirred tank cascade, a loop reactor or in a column for reactive distillation.
  • a diluent which is inert under the chosen reaction conditions, such as straight-chain, branched or cyclic hydrocarbons with 5 to 12 carbon atoms, e.g. Cyclohexan
  • the reaction can also be carried out in parallel or alternately in two or more reactors. This procedure allows the process to be continued without interruption even when the catalyst systems used are regenerated in individual reactors.
  • Suitable catalysts are those which accelerate the reaction according to the invention under the selected conditions. Such catalysts are particularly suitable if they do not catalyze undesired isomerizations or only do so to a small extent. They usually contain one or different transition metals from groups Vl.b, Vll.b or VIII such as Re, W, Mo, Ru, Os, Ta or Nb as such in the form of their compounds or salts. In principle, they can be used in homogeneous as well as in heterogeneous form, but preferably in heterogeneous form.
  • homogeneous catalysts are Ru-containing alkylidene complexes catalyzing alkene metathesis, as described, for example, in WO 03/011455, WO 00/71554, EP-A 0 921 129 or WO 97/06185.
  • Suitable heterogeneous catalysts are, for example, those in which the catalytically active substance or compound is present in an amount of from about 0.1 to about 20% by weight, preferably from about 1 to about 15% by weight, based on the total weight of the finished catalyst a carrier, preferably on an oxidic carrier such as SiO 2 , Al 2 O 3 or TiO 2 or a mixed carrier such as SiO 2 / Al 2 O 3 , B 2 ⁇ 3 / SiO 2 / Al 2 O 3 or Fe 2 ⁇ 3 lA ⁇ 2 ⁇ 3 , preferably applied to Al 2 O 3 .
  • an oxidic carrier such as SiO 2 , Al 2 O 3 or TiO 2
  • a mixed carrier such as SiO 2 / Al 2 O 3 , B 2 ⁇ 3 / SiO 2 / Al 2 O 3 or Fe 2 ⁇ 3 lA ⁇ 2 ⁇ 3 , preferably applied to Al 2 O 3 .
  • a catalyst which is particularly preferred in the process according to the invention contains, based on the total weight of the finished catalyst, about 6 to about 12% by weight of Re 2 O 7 applied to Al 2 O 3 as support material.
  • the carrier material can be used in various forms, but advantageously in the form of balls, strands, spirals, rings or trilobes. Preferred are balls or strands with a diameter or a length of approximately 0.5 to approximately 5 mm, preferably approximately 1 to approximately 2 mm. In a particularly preferred embodiment, strands with a length of approximately 1.5 mm are used as the carrier material.
  • the catalytically active compound can be applied to the selected support in various ways known to those skilled in the art, e.g. by immersion impregnation, dry soaking or vapor deposition.
  • the support is impregnated with an aqueous ammonium perrhenate solution or, preferably, with perrhenic acid.
  • solutions containing organic solvents such as e.g. Use dioxane, lower alcohols, ketones and / or ethers.
  • the catalysts are dried at temperatures from about 100 to about 150 ° C. and then at temperatures above 500 ° C., preferably above 550 ° C., for about 1 to about 5 hours calcined UIAJ cooled under nitrogen atmosphere.
  • the carrier can also be pretreated with an inorganic acid, as in GB 1, 216,587. To increase its activity, it can also be used with other metal compounds such as Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , Si0 2 , B 2 O 5 , WO 5 , MoO 3 , Ti0 2 or Ge0 2 , as described in EP 0 639549, be endowed.
  • the carrier can also be thermally pretreated as described in EP 1350779.
  • the deactivated catalyst can also be regenerated in two stages, for example.
  • the deactivated catalyst is treated with a regeneration gas (regeneration gas 1) at a temperature of 400 to 800 ° C.
  • the regeneration gas 1 is usually a gas which is selected from the group consisting of nitrogen, noble gas or a gas mixture of nitrogen and noble gas which contain up to 10% CO 2 or up to 40% of a saturated C to C 8 hydrocarbon can.
  • stage 2 of the regeneration begins, in which the deactivated catalyst pretreated with regeneration gas 1 is treated with a gas mixture consisting of an oxygen-containing gas (regeneration gas 2).
  • regeneration gas 2 an oxygen-containing gas
  • the regeneration gas 2 is preferably pure oxygen or a mixture consisting essentially of 0.1 to 100% oxygen, between 50 and 99.9% of a gas selected from the group consisting of nitrogen, inert gas or a gas mixture of nitrogen and Noble gas and possibly up to 10% CO 2 or up to 40% of a saturated d to C 8 hydrocarbon.
  • the regeneration gas 2 is expediently passed at a gas space velocity of 3 to 50 to 500 liters per kg per hour through a catalyst bed from the deactivated catalyst pretreated with regeneration gas.
  • the temperature of the regeneration gas K2 is generally 350 to 850 ° C, preferably 500 to 700 ° C, particularly preferably 550 ° C.
  • the catalyst is introduced into the tubular reactor in the form of a bed or preferably as a fixed bed catalyst.
  • the reactants are metered in such that the catalyst load is in a range from about 0.2 to about 20 kg / kgh, preferably from about 1 to about 5 kg / kgh.
  • the pressure in the reactor is selected in a range from about 20 to about 200 bar, preferably from about 30 to about 120 bar and particularly preferably from about 50 to about 80 bar.
  • the reaction temperature is usually about 20 to about 250 ° C., preferably about 20 to about 130 ° C. and very particularly preferably about 30 to about 110 ° C.
  • the reactants are then usually in liquid form.
  • the temperature can optionally be raised continuously or in steps within the ranges mentioned. In this way, the conversion measured at the reactor outlet can be kept largely constant over the course of time. A constant product flow in the work-up section is usually guaranteed.
  • the discharge stream containing the reaction products is transferred from the reactor into a first distillation apparatus D1, in which the low-boiling Components (A) are separated from the higher-boiling components (B) in a suitable manner.
  • lower-boiling constituents (A) of the first distillation stage are primarily to be understood as the excess, unreacted ethylene, which may still contain small amounts of other compounds and which should be separated off as far as possible. Because of the relatively large boiling point difference between the constituents (A) and (B) to be separated, this first distillation stage is advantageously carried out in the form of a flash or distillation.
  • the lower-boiling fraction (A) thus separated off generally contains about 90 to about 99.5% by weight, often about 95 to about 99% by weight, of ethylene.
  • the lower-boiling fraction (A) generally contains about 0.5 to about 10% by weight, often about 1 to about 5% by weight of unreacted cyclohexene and optionally also small amounts, for example about 0.05 to about 0.5 % By weight 1,7-octadiene. If diluents which are inert under the reaction conditions are used, these can also be removed in whole or in part, depending on their boiling point. In this case, a changed composition of fraction (A) must be taken into account.
  • the lower-boiling fraction (A) separated in this way can be returned in whole or in part to the reactor R. It is preferably returned as completely as possible, with small amounts being discharged if necessary in order to avoid build-up.
  • the higher-boiling constituents (B) of the reaction mixture obtained in the first distillation apparatus D1 generally contain about 75 to about 80% by weight, often about 80 to about 90% by weight of unreacted cyclohexene, about 5 to about 20% by weight, preferably about 5 to about 15% by weight of 1,7-octadiene and about 1 to about 10% by weight of ethylene.
  • it also contains the methathesis usually in small amounts, eg. B through subsequent reactions, high-boiling by-products and the generally predominant part of the inert diluents that may be used.
  • the composition given above relates to a mixture obtained without the use of diluents.
  • the higher-boiling fraction (B) is transferred to a further distillation apparatus D2.
  • the lower-boiling constituents (C) hereinafter also referred to as the middle boiler fraction, consisting essentially of unreacted cyclohexene, inert solvent optionally used for diluting the reaction mixture and ethylene which has not yet been separated off in the first distillation step, from the higher-boiling fraction (D) Cut.
  • Distillation columns known per se to the person skilled in the art are suitable for this purpose.
  • the separation is carried out at normal pressure or slightly elevated pressure, for example in a range from about 1 to about 10 bar and with a number of separation stages from about 10 to about 50.
  • the reflux ratio is advantageously chosen between 1, 5 and 6.
  • the medium boiler fraction (C) separated off at the top can likewise be returned completely or partially, if appropriate after complete or partial removal of the inert diluent, to the reactor R. It is preferably returned as completely as possible, with only small amounts generally being discharged in order to avoid build-up.
  • the higher boiling fraction (D) remaining in the bottom of the distillation apparatus D2 generally consists to a large extent, i.e. usually over 95% by weight of 1,7-octadiene in addition to residues of cyclohexene (normally in the range from about 0.05 to about 0.5% by weight) and the high-boiling by-products already mentioned.
  • the higher-boiling fraction (D) obtained in this way can be transferred according to the invention into a further distillation apparatus D3 and a lower-boiling product fraction (P) and a high-boiling by-product fraction (N) can be separated.
  • Da-f.u are e.g. Distillation or rectification columns known to those skilled in the art.
  • the separation is usually carried out at normal pressure or, to lower the operating temperature, under reduced pressure. It is advantageous to work under normal pressure with about 10 to 50 separation stages and a reflux ratio of about 1.5 to 6.
  • a product fraction (P) which generally consists of approximately 98 to approximately 99.9% by weight of 1,7-octadiene.
  • a product fraction (P) which generally consists of approximately 98 to approximately 99.9% by weight of 1,7-octadiene.
  • about 98.5 to about 99.5% by weight of the product fraction (P) consists of 1,7-octadiene.
  • the by-product fraction (N) which is separated off at the bottom characteristically consists of the high-boiling products of the metathesis reaction, such as, for example, 1,7,13-tetra-decatriene (generally about 60 to 70% by weight), dodecatrienes and to a small extent bi- or tricyclic by-products. It is particularly advantageous from an economic point of view to also return this fraction in whole or in part to the R reactor and thus to the production cycle since, for example, 1,7,13-tetradecatriene can be converted back to 1,7-octadiene by metathesis. To avoid leveling up of the undesired, possibly disruptive by-products, part of the by-product stream (N) is advantageously discharged via an outlet E. The process can be carried out semi or continuously. The economic advantages come into play especially when you run it fully continuously.
  • an apparatus as shown schematically in FIG. 1 is operated in a continuous manner. Accordingly, the reactants ethylene and cyclohexene are introduced in a molar ratio of about 1: 1 to about 6: 1 without further dilution into a tubular reactor R and there with a fixed bed catalyst consisting of 10% by weight of Re 2 O 7 to 0 Al 2 O 3 brought into contact in the form of 1.5 mm long strands.
  • the temperature in the reactor R is selected such that it is in the range from about 25 to about 130 ° C., preferably from about 30 to about 100 ° C.
  • the pressure in the reactor R is advantageously about 30 to about 120 bar, preferably about 30 to about 80 bar.
  • the product stream is then transferred to a flash distillation apparatus D1 and separated into a low-boiling fraction (A) and a higher-boiling fraction (B) at a pressure of about 5 to about 20 bar and a temperature in the range from about 20 to about 40 ° C. 0
  • the low-boiling fraction (A) is returned as completely as possible to the educt stream and thus to the reactor R, only small amounts being discharged in order to avoid build-up.
  • the higher-boiling, about 80 to about 90% by weight of unreacted cyclohexene, about 57 to about 15% by weight of 1,7-octadiene and also about 1 to about 10% by weight of ethylene-containing higher-boiling constituents (B) of the reaction mixture are then transferred in distillation cabinet D2.
  • the medium boiler fraction (C) which essentially consists of unreacted cyclohexene and not yet separated ethylene, is separated from the higher-boiling fraction (D).
  • the separation is advantageously carried out at normal pressure or slightly elevated pressure, for example in a range from about 1 to about 10 bar and with a number of separation stages from about 10 to about 50.
  • the reflux ratio is advantageously chosen between 1.5 and 6.
  • the medium boiler fraction (C), which is separated off at the top, is recycled as completely as possible5 into the educt stream and thus back into the reactor R. As a rule, only small amounts are discharged to avoid build-up.
  • the fraction (D) remaining in the bottom of the distillation column D2 and generally consisting of more than 95% by weight of 1.7 octadiene in addition to residues of cyclohexene (normally in the range O from about 0.05 to about 0.5% by weight) is transferred if a higher purity is desired, into a distillation or rectification column D3, where the lower-boiling product fraction (P) is separated from the high-boiling secondary Product fraction (N).
  • the separation is usually carried out at normal pressure or, to lower the operating temperature, under reduced pressure.
  • a reflux ratio of about 1.5 to 6 is advantageously set under normal pressure at about 10 to 50 separation stages.
  • the by-product fraction (N) which is separated off at the bottom of column D3 is likewise returned, in whole or in part, to reactor R and thus back to the production cycle.
  • part of the by-product stream (N) is advantageously discharged via an outlet E.
  • the recyclable material obtained in this way is suitable as a starting substance or as an intermediate product for a large number of syntheses of even more highly refined products.
  • Decandial can include serve as a starting material for the synthesis of a variety of macrocyclic ketones, e.g. Muscon, which represent popular smell or aroma substances.
  • Rh / organophosphorus systems or Rh / organopolyphosphorus systems
  • Rh / organopolyphosphorus systems Appl. Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds, B. Cornils, W.A. Hermann, VCH, 1996
  • Preferred to achieve high linearities in the Rh-catalyzed hydroformylation are as cocatalysts e.g. Phosphines, organopolyphosphorus compounds such as e.g. Chelate phosphines, chelate phosphites or chelate phosphoramidites.
  • Examples include Rh / triphenylphosphine systems (e.g.
  • Rh / chelate phosphine systems e.g. WO 01/58589
  • Rh / chelate biphosphites e.g. WO 97/20801
  • Rh / chelate phosphoramidites for example WO 03/018192, WO 02/83695 and WO 04/026803.
  • WO 04/26803 describes a process for the preparation of dialdehydes and / or ethylenically unsaturated monoaldehydes by hydroformylation of ethylenically unsaturated compounds.
  • Suitable hydroformylation catalysts in the process according to the invention are, for example, rhodium complexes with phosphorus ligands of the general formula I
  • a ' "and A 2 independently of one another represent O, S, SiR a R b , NR ° or CR jd ⁇ DR ⁇ e , where
  • R b and R ° independently of one another represent hydrogen, alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, aryl or hetaryl,
  • R and R ⁇ independently of one another represent hydrogen, alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, aryl or hetaryl or together with the carbon atom to which they are attached form a cycloalkylidene group having 4 to 12 carbon atoms or the group R d together with a further group R d or the group R e together with another group R ⁇ form an intramolecular bridge group D, D is a double-bonded bridge group selected from the groups
  • R 9 and R 10 independently of one another represent hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aryl, halogen, trifluoromethyl, carboxyl, carboxylate or cyano or are connected to one another to form a C 3 -C 4 -alkylene bridge, R 1 ⁇ R 12 , R 13 and R 14 independently of one another for hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aryl, halogen, trifluoromethyl, COOH, carboxylate, cyano, alkoxy, SO 3 H, sulfonate, NE 1 E 2 , alkylene-NE 1 E 2 E 3+ X-, acyl or nitro,
  • c 0 or 1
  • R 5 , R 6 , R 7 and R 8 independently of one another are hydrogen, alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, aryl, hetaryl, COOR f , COO " M + , SO 3 R f , SO ⁇ 3 M + , NE 1 E 2 , NE 1 E 2 E 3+ X ⁇ , alkylene-NE 1 E 2 E 3+ X-, OR f , SR f , (CHR g CH 2 O) x R f , (CH 2 N (E 1 )) x R f , (CH 2 CH 2 N (E 1 )) x R f , halogen, trifluoromethyl, nitro, acyl or cyano,
  • R f , E 1 , E 2 and E 3 each represent the same or different radicals selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl or aryl,
  • R 9 represents hydrogen, methyl or ethyl
  • x represents an integer from 1 to 120, or
  • R 5 and / or R 7 together with two adjacent carbon atoms of the benzene nucleus to which they are attached represent a condensed ring system with 1, 2 or 3 further rings,
  • a and b independently of one another denote the number 0 or 1
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 independently of one another represent hetaryl, hetaryloxy, alkyl, alkoxy, aryl, aryloxy, cycloalkyl, cycloalkoxy, heterocycloalkyl, heterocycloalkoxy or an ME 1 E 2 group, with the proviso that R 1 and R 3 are pyrrole groups bonded to the phosphorus P via the nitrogen atom, or wherein R 1 together with R 2 and / or R 3 together with R 4 is a double-bonded group E which contains at least one pyrrole group bonded to the phosphorus atom P via the pyrrolic nitrogen atom formula Py-IW
  • Py is a pyrrole group
  • I stands for a chemical bond or for O, S, SiR a R b , NR C or CR ⁇ ,
  • W represents cycloalkyl, cycloalkoxy, aryl, aryloxy, hetaryl or hetaryloxy,
  • R h and R 'independently of one another represent hydrogen, alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, aryl or hetaryl,
  • Preferred phosphoramidite ligands are those of the formula la
  • R 5 , R 16 , R 17 and R 18 are independently hydrogen, alkyl, cycloalkyl. Heterocycloalkyl, aryl, hetaryl, W'COOR k , W'COO ' M + , W' (S0 3 ) R k , W '(S0 3 ) -M + , W'P0 3 (R k ) (R'), W '(P0 3 ) 2 - (M + ) 2 , W'NE E 5 , W' (NE 4 E 5 E 6 ) + ⁇ -, W'OR k , W'SR k , (CHR'CH 2 0 ) y R k , (CH 2 NE 4 ) y R k , (CH 2 CH 2 NE 4 ) y R k , halogen, trifluoromethyl, nitro, acyl or cyano, in which
  • W ' represents a single bond, a hetero atom or a divalent bridging group with 1 to 20 bridge atoms
  • E 4 , E 5 , E 6 each represent the same or different radicals selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl or aryl,
  • R 1 represents hydrogen, methyl or ethyl
  • M + stands for a cation equivalent, stands for an anion equivalent and stands for an integer from 1 to 240,
  • R 19 and R 20 independently of one another for cycloalkyl, heterocylocalkyl, aryl or; Stand hetaryl,
  • a and b independently of one another denote the number 0 or 1
  • P represents a phosphorus atom
  • a 1 and A 2 independently of one another represent O, S, SiR a R, NR ° or CR d R e , where
  • R a , R and R ° independently of one another represent hydrogen, alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, aryl or hetaryl,
  • R d and R ⁇ independently of one another represent hydrogen, alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, aryl or hetaryl or together with the carbon atom to which they are attached form a cycloalkylidene group with 4 to 12 carbon atoms or the group R d together with another group R d or the group R ⁇ together with another group R ⁇ form an intramolecular bridge group D,
  • R 9 and R 10 independently of one another represent hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aryl, halogen, trifluoromethyl, carboxyl, carboxylate or cyano or are connected to one another to form a C 3 - to C 4 -A * ⁇ ylene bridge,
  • R 11 , R 12 , R 13 and R 14 independently of one another for hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aryl, halogen, trifluoromethyl, COOH, carboxylate, cyano, alkoxy, S0 3 H, sulfonate, NE 1 E 2 , alkylene-NE 1 E 2 E 3+ ⁇ -, acyl or nitro, c is 0 or 1,
  • R 5 , R 6 , R 7 and R 8 independently of one another are hydrogen, alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, aryl, hetaryl, COOR f , COO " M + , S0 3 R f , SO " 3 M + , NE 1 E 2 , NE E 2 E 3+ X " , alkylene-NE E 2 E 3+ X-, OR f , SR f , (CHR g CH 2 0) x R f , (CH 2 N (E 1 )) x R f , (CH 2 CH 2 N (E 1 )) x R f , halogen, trifluoromethyl, nitro, acyl or cyano, where R f , E 1 , E 2 and E 3 each have the same or different radicals selected from hydrogen, alkyl, Mean cycloalkyl or aryl,
  • R 9 represents hydrogen, methyl or ethyl, M + represents a cation,
  • X stands for an anion and x stands for an integer from 1 to 120, or R 5 and / or R 7 together with two adjacent carbon atoms of the benzene nucleus to which they are attached represent a condensed ring system with 1, 2 or 3 further rings.
  • ligands are the subject of WO 02/083695, to which reference is hereby made in full and where the preparation of these ligands is also described.
  • Preferred ligands from this class are e.g. the following compounds, this list is for illustrative purposes only and is not restrictive with regard to the ligands which can be used.
  • Suitable phosphori ligands are diphosphines and diphosphinites as described, for example, in WO 01/58589.
  • the following diphosphines or diphosphinites are mentioned as examples:
  • ligands as described in WO 95/30680 are suitable in the process according to the invention, for example:
  • Suitable phosphoramidite ligands for hydroformylation with rhodium complex catalysts are also the phosphoramidite ligands according to WO 98/19985 and WO 99/52632, with 2,2'-dihydroxy-1,1'-biphenylene or 2,2 , -dihydroxy-1,1 ' -binaphthylene bridging groups which carry heteroaryl groups linked to the phosphorus atom via the nitrogen atom, such as pyrrolyl or indolyl groups, for example the ligands:
  • the 1,1'-biphenylene or 1,1'-binaphthylene bridging groups of these ligands can also be linked via the 1,1-position by a methylene (CH 2 -), a 1,1-ethylene (CH 3 -CH ⁇ ) or a 1,1-propylene group (CH 3 -CH 2 -HC ⁇ ).
  • Suitable phosphinite ligands for hydroformylation with rhodium complex catalysts include also the ligands described in WO 98/19985, for example
  • phosphite and phosphonite ligands are also suitable as ligands for the hydroformylation with rhodium complex catalysts.
  • phosphite and phosphonite ligands are also suitable as ligands for the hydroformylation with rhodium complex catalysts.
  • phosphonite ligands are described, for example, in WO 01/58589.
  • the following ligands may be mentioned by way of example only:
  • phosphine ligands with the xanthenyl-bis-phosphoxanthenyl skeleton are also suitable as ligands for the hydroformylation with rhodium complex catalysts.
  • phosphine ligands with the xanthenyl-bis-phosphoxanthenyl skeleton are listed below by way of illustration only: ..
  • Suitable chelate phosphite ligands for the hydroformylation with rhodium complex catalysts of these ligands are e.g. those of the general formulas II, III and IV
  • G is a substituted or unsubstituted divalent organic bridging group with 2 to 40 carbon atoms
  • M represents a divalent bridging group selected from -C (R W ) 2 -, -O-, -S-, NR V , Si (R l ) 2 - and -CO-, where the groups R v are the same or different and represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a phenyl, tolyl and anisyl groups, the groups R v are hydrogen or a substituted or is an unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, the groups R 1 are identical or different and represent hydrogen or the methyl group, m is the number 0 or 1, the groups are identical or different and represent an unsubstituted or substituted aryl group, the Index k has a value of 0 or 1 h, the groups R x are identical or different and represent unsubstituted or substituted monovalent alkyl
  • the radicals R s , R ⁇ and R u independently of one another represent identical or different organic groups with generally 1 to 30, preferably 5 to 30 carbon atoms, for example substituted or unsubstituted alkyl, aryl, , Arylalkyl, cycloalkyl and / or heteroaryl groups.
  • monophosphite ligands such as are described, for example, in EP-A 155 508 are preferred for this purpose.
  • the following monophosphite ligand structures are mentioned by way of example only for the purpose of illustration:
  • ligands for hydroformylation with rhodium complex catalysts are also such bidentate ligands which, in addition to a phosphite group, also carry a phosphinite or phosphine group in the ligand molecule.
  • bidentate ligands which, in addition to a phosphite group, also carry a phosphinite or phosphine group in the ligand molecule.
  • ligands include described in WO 99/50214. Some such ligands are listed below by way of example only:
  • catalytically active species of the general formula H g Z d (CO) ⁇ G f are formed from the catalysts or catalyst precursors used in each case, in which Z represents a metal of subgroup VIII, G represents a phosphorus or arsenic group. or antimony-containing ligands, for example for one of the phosphorus-containing ligands as described above and d, e, f, g for natural numbers, depending on the valence and type of the metal and the binding force of the ligand G.
  • e and f independently of one another have a value of 1, for example 1, 2 or 3.
  • the sum of e and f preferably has a value of 2 to 5.
  • the complexes of metal Z with the ligands used according to the invention can If desired, G additionally contain at least one further ligand not used according to the invention, for example from the class of the triarylphosphines, in particular triphenylphosphine, triarylphosphites, triarylphosphinites, triarylphosphonites, phosphabenzenes, trialkylphosphines or phosphametalocenes.
  • Such complexes of the metal Z with ligands used according to the invention and not used according to the invention form z. B. in an equilibrium reaction tion after adding a ligand to a complex of the general formula H g Z a (CO) s G f .
  • the hydroformylation catalysts are prepared in situ in the reactor used for the hydroformylation reaction. If desired, however, the catalysts of the process according to the invention can also be prepared separately and isolated by customary processes. To prepare the catalysts in situ, at least one compound of the general formula I to V, a compound or a complex of a metal from subgroup VIII, if desired one or more additional ligands and, if appropriate, an activating agent in an inert solvent can be used Implement hydroformylation conditions.
  • Suitable rhodium compounds or complexes are e.g. B. rhodium (ll) - and rhodium (III) salts, such as rhodium (III) chloride, rhodium (III) nitrate, rhodium (III) sulfate, potassium rhodium sulfate, rhodium (II) - or Rhodium (III) carboxylate, rhodium (II) and rhodium (III) acetate, rhodium (III) oxide, salts of Rf ⁇ odium (III) acid, trisammonium hexachlororhodate (III) etc.
  • B. rhodium (ll) - and rhodium (III) salts such as rhodium (III) chloride, rhodium (III) nitrate, rhodium (III) sulfate, potassium rhodium sul
  • si ⁇ Rhodium complexes such as rhodium biscarbonylacetylacetonate, acetylacetonatobiseth * & 3nrhodium (l) etc. Rhodium biscarbonylacetylacetonate or rhodium acetate are preferably used.
  • Ruthenium salts or compounds are also suitable. Suitable ruthenium salts are, for example, ruthenium (III) chloride, ruthenium (IV), ruthenium (VI) or ruthenium (VIII) oxide, alkali metal salts of ruthenium oxygen acids such as K 2 Ru0 4 or KRu0 4 or complex compounds, such as, for. B. RuHCI (CO) (PPh 3 ) 3 .
  • the metal carbonyls of ruthenium such as trisruthenium dodecacarbonyl or hexaruthenium octadecacarbonyl, or mixed forms in which CO is partly replaced by ligands of the formula P 3 , such as Ru (CO) 3 (PPh 3 ) 2 , can also be used in the process according to the invention.
  • Suitable cobalt compounds are, for example, cobalt (II) chloride, cobalt (II) sulfate, cobalt (II) carbonate, cobalt (II) nitrate, their amine or hydrate complexes, cobalt carboxylates, such as cobalt acetate, cobalt ethyl hexanoate and cobalt naphthenoate.
  • cobalt carboxylates such as cobalt acetate, cobalt ethyl hexanoate and cobalt naphthenoate.
  • the carbonyl complexes of cobalt such as dicobalt octacarbonyl, tetrakobalt dodecacarbonyl and hexacobalt hexadecacarbonyl can be used.
  • aldehydes used in the hydro-. Formylation of the respective olefins arise, as well as their higher-boiling secondary reaction products, for. B. the products of aldol condensation.
  • suitable solvents are aromatics, such as toluene and xylenes, hydrocarbons or mixtures of hydrocarbons, also for diluting the above-mentioned aldehydes and the secondary products of the aldehydes.
  • Other solvents are esters of aliphatic carboxylic acids with alkanols, for example Essigester or Texanol ®, ethers such as tert-butyl methyl ether and tetrahydrofuran.
  • ligands are sufficiently hydrophilized, alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone etc. can also be used. So-called “ionic liquids” can also be used as solvents.
  • liquid salts for example N, N'-dialkylimidazolium salts such as the N-butyl-N'-methylimidazolium salts, tetraalkylammonium salts such as the tetra-n-butylammonium salts, N-alkylpyridinium salts such as the n-butylpyrid'nJum salts , Tetraal ⁇ Iphosphonium salts such as the trishexyl (tetradecyl) phosphonium salt, z.
  • N, N'-dialkylimidazolium salts such as the N-butyl-N'-methylimidazolium salts
  • tetraalkylammonium salts such as the tetra-n-butylammonium salts
  • N-alkylpyridinium salts such as the n-butylpyrid'nJum salts
  • Tetraal ⁇ Iphosphonium salts such as the
  • aqueous solvent systems which, in addition to water, contain a water-miscible solvent, for example an alcohol such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, a ketone such as acetone and methyl ethyl ketone or contain another solvent.
  • the reactions then take the form of two-phase catalysis, the catalyst being in the aqueous phase and feedstocks and products forming the organic phase.
  • the implementation in the "ionic liquids" can also be designed as a two-phase catalysis.
  • a process is preferred which is characterized in that the hydroformylation catalyst is prepared in situ, using at least one of the ligands as described above, a compound or a complex of a metal from subgroup VIII and, if appropriate, an activating agent in an inert Solvent under the hydroformylation conditions to react.
  • the ligand-metal complexes can also be prepared separately and isolated by customary methods.
  • the hydroformylation reaction can be carried out continuously, semi-continuously or batchwise.
  • Suitable reactors for the continuous reaction are known to the person skilled in the art and are described, for. B. in Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 1, 3rd Edition, 1951, pp. 743 ff.
  • Suitable pressure-resistant reactors are also known to the person skilled in the art and are described, for. B. in Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 1, 3rd Edition, 1951, pp. 769 ff.
  • an autoclave is used in the discontinuous mode of operation for the method according to the invention, which, if desired, can be provided with a stirring device and an inner lining.
  • composition of the synthesis gas of carbon monoxide and hydrogen used in the process according to the invention can vary within wide ranges.
  • the molar ratio of carbon monoxide and hydrogen is usually about 5:95 to 70:30, preferably about 40:60 to 60:40.
  • the temperature in the hydroformylation reaction is generally in a range from about 20 to 180.degree. C., preferably about 40 to 140.degree. C., in particular about 50 to 5.degree. 120.degree. C.
  • the reaction is usually carried out at the Partial pressure of the reaction gas is carried out at the selected reaction temperature.
  • the pressure is generally in a range from about 1 to 700 bar, preferably 1 to 600 bar, in particular 1 to 300 bar.
  • the reaction pressure can be varied depending on the activity of the hydroformylation catalyst used. In general, the catalysts based on phosphorus, arsenic or antimony-containing pnicogen chelate compounds allow reaction in a range of low pressures, such as in the range from 1 to 100 bar, preferably 5 to 50 bar.
  • the molar ratio of the ligand (s) selected to the metal of subgroup VIII in the hydroformylation medium is generally in a range from about 1: 1 to 1000: 1, preferably from 1: 1 to 100: 1, in particular from 1: 1 to 50: 1 and very particularly preferably 1: 1 to 20: 1.
  • the molar ratio of metal from subgroup VIII to substrate is usually below 1 mol%, preferably below 0.5 mol% and in particular below 0.1 mol% and very particularly preferably below 0.05 mol%.
  • the hydroformylation catalysts can be separated from the discharge of the hydroformylation reaction by customary processes known to those skilled in the art and can generally be used again for the hydroformylation.
  • the catalysts described above can also be suitably, e.g. B. by connection via functional groups suitable as anchor groups, adsorption, grafting fung, etc. to a suitable carrier, e.g. B. made of glass, silica gel, synthetic resins, etc., immobilized. They are then also suitable for use as solid-phase catalysts.
  • One embodiment of the present invention relates to the production of dialdehydes.
  • the dialdehydes are produced batchwise. Discontinuous hydroformylation processes are known in principle to the person skilled in the art.
  • the reactor is generally first let down. The synthesis gas released and any unreacted unsaturated compounds can be reused in whole or in part, if necessary after working up.
  • the rest of the reactor consists essentially of dialdehyde, high-boiling by-products (hereinafter also referred to as high boilers) and catalyst.
  • the reactor contents can be subjected to a one- or multi-stage separation, at least one fraction being enriched in dialdehyde being obtained.
  • the separation into a fraction enriched in dialdehyde can be carried out in various ways, for example by distillation, crystallization or membrane filtration, preferably by distillation.
  • ⁇ an uses a reactor with a distillation column attached, so that the distillation can be carried out from the reactor.
  • the distillation column is optionally provided with rectification trays in order to achieve the best possible separation performance.
  • the distillation can be carried out at normal pressure or at reduced pressure.
  • the fraction enriched in dialdehyde can be isolated at the top or in the upper region of the column, it being possible to isolate at least one fraction depleted in dialdehyde in the bottom or in the lower region of the column. Suitable columns, temperature and
  • the fraction enriched in dialdehyde can optionally be subjected to a further purification step.
  • the fraction depleted in dialdehyde essentially contains high boilers and the catalyst.
  • the catalyst can be separated off by customary processes known to the person skilled in the art and can in general - if appropriate after working up - be used again in a further hydroformylation.
  • the dialdehydes are prepared continuously.
  • an unsaturated compound is subjected to hydroformylation in one or more reaction zones.
  • a discharge is withdrawn from the reaction zone, which is generally first depressurized. This releases unreacted synthesis gas and unsaturated compounds which are generally returned to the reaction zone, if appropriate after working up.
  • the remaining discharge can be separated into a fraction enriched in dialdehyde by means of customary measures known from the prior art, for example by distillation, crystallization or membrane filtration. Suitable distillation plants are known to the person skilled in the art. Of Thin-film evaporators are also suitable.
  • a fraction consisting essentially of high boilers and catalyst is removed from the bottom or from the lower region of the column and can be returned directly to the reaction zone.
  • the high boilers are preferably discharged beforehand in whole or in part before recycling and the catalyst is returned to the reaction zone, if appropriate after working up.
  • At least one fraction enriched in dialdehyde, which optionally also contains unsaturated monoaldehyde, is removed from the top or in the upper region of the column.
  • the fraction still containing unsaturated monoaldehyde enriched in dialdehyde is subjected to at least one further separation, at least one fraction enriched in unsaturated monoaldehyde and one fraction enriched in dialdehyde being obtained.
  • the phase enriched in unsaturated monoaldehyde is returned to the reaction zone and the phase enriched in dialdehyde is worked up.
  • diolefin containing internal double bonds or mixtures of diolefins which contain diolefin with internal double bonds can be reacted.
  • the implementation can be carried out, for example, as follows: e
  • diolefins which contain, in addition to terminal internal double bonds
  • mixtures of 1,7-octadiene with at least one further diolefin, each with at least one further internal double bond can be hydroformylated with good success to give the corresponding terminal dialdehyde.
  • the olefin composition is preferably reacted in the first reaction zone at a total pressure of 10 to 40 bar with synthesis gas of a carbon monoxide: hydrogen moiety ratio of 4: 1 to 1: 2 up to 40 to 95% based on olefins with terminal double bonds the hydroformylation output is reacted in one or more subsequent reaction zones at a total pressure of 5 to 30 bar with synthesis gas of a carbon monoxide: hydrogen molar ratio of 1: 1 to 1: 1000, the total pressure in one or more subsequent reaction zones preferably being lower in each case than in the previous reaction zone. In a discontinuous procedure, this can be achieved by changing the reaction conditions according to the desired conversion of the terminal double bonds.
  • the present invention also relates to the use of 1,10-decanedial produced in the manner described above for the production of optionally olefinically unsaturated 2,15-hexadecanedione and for the production of 3-methylcyclopenta-decanone (Muscon) and / or its partially hydrogenated analogs by intramolecular aldol reaction of optionally olefinically unsaturated 2,15-hexadecanedione and optionally subsequent hydrogenation.
  • 1,10-decanedial produced in the manner described above for the production of optionally olefinically unsaturated 2,15-hexadecanedione and for the production of 3-methylcyclopenta-decanone (Muscon) and / or its partially hydrogenated analogs by intramolecular aldol reaction of optionally olefinically unsaturated 2,15-hexadecanedione and optionally subsequent hydrogenation.
  • 1,7-octadiene prepared in another way for the hydroformylation and synthesis of muscon
  • 1,7-octadiene which is prepared directly from butadiene by dimerization or by detours via octadienols and their derivatives and via cyclooctene through pyrolysis
  • these starting materials not produced according to the invention have to be laboriously cleaned in order to avoid var impurities such as e.g. to remove conjugated dienes and oxygen-containing impurities.
  • 2,15-hexadecanedione and its olefinically unsaturated analogues are important intermediates for the synthesis of macrocyclic ketones, in particular for the synthesis of 3-methylcyclopentadecanone (Muscon) of the formula VI, one of the most important musk fragrances.
  • DE-A 39 18015 describes a process for the production of muscon and open-chain and partially olefinically unsaturated 2,15-diketones as intermediates for this process and the production thereof.
  • Two reaction sequences are disclosed as production methods for the optionally olefinically unsaturated 2,15-hexadecanediones: firstly, 1,10-decanediol is oxidatively dehydrated to 1,10-decanedial and then reacted with a suitable Wittig reagent.
  • 1,6-hexanediol can also be oxidatively dehydrogenated to the corresponding dialdehyde and then with 2 equivalents of a vinyl Grignard reagent to form the 1,9-decadiene Convert 3,8-diol.
  • the desired intermediate is obtained from this by Caroll reaction with an alkyl acetoacetic acid ester.
  • the optionally olefinically unsaturated 2,15-hexadecanediones are then cyclized by intramolecular aldol condensation in the gas phase and then catalytically hydrogenated to the muscon.
  • JP-A 2000001452 describes a process for the preparation of diketones, i.a. of 2,15-hexadecanedione starting from dialdehydes by base-catalyzed aldol reaction with acetone under hydrogenating conditions.
  • a further object of the present invention was accordingly to provide an alternative process with which 2,15-hexadecanedione or its olefinically unsaturated analogs can be prepared economically and on an industrial scale in a manner which is easy to carry out.
  • the 1,10-decandial obtained according to the invention is particularly suitable for the preparation of 2, 15-hexadecanedione of the formula VI I and 3, 13-hexadecadiene-2, 15-dione of the formula VIII, the latter in the form of E / Z- Mixtures can exist with regard to the configuration of the CC double bonds.
  • the preferred procedure is that decanedial is reacted with acetone in the presence of a base and optionally catalytically hydrogenated, or decanedial is reacted with acetoacetic ester in the presence of a base, then saponified and decarboxylated and, if appropriate, finally catalytically hydrogenated.
  • the 1, 1 O-Dekajndial serving as the starting connection is accessible in various ways.
  • the dialdehyde can be, for example, as described in DE-A 39 18015, by oxidative dehydrogenation of 1,10-decanediol, e.g. but also obtained by reducing the 1,10-dicarboxylic acid.
  • a preferred production method in the process according to the invention is the double hydroformylation of 1, 7-octadiene or mixtures of 1,6- and 1,7-octadiene, preferably of 1,7-octadiene, on rhodium catalysts, which is to be carried out as described above.
  • 1,7-octadiene or the mixtures of 1,6- and 1,7-octadiene can be prepared in a preferred manner by metathesis of cyclohexene in the presence of ethylene.
  • 1,10-decanedial is reacted either with acetone or with acetoacetic ester in the presence of a base and, if appropriate, subsequently hydrogenated catalytically.
  • the reaction with acetone is carried out in the presence of a suitable base which catalyzes the aldol condensation, such as, for example, NaOH, KOH, LiOH, Ba (OH) 2 , Ca (OH) 2 , CsOH, RbOH and amines, such as, for example, diazabicyclo-1,5- [ 5.4.0] undecane (DBU), piperidine or triethylamine or also basic aluminum oxide (Al 2 0 3 ).
  • a suitable base which catalyzes the aldol condensation
  • a suitable base which catalyzes the aldol condensation
  • amines such as, for example, diazabicyclo-1,5- [ 5.4.0] undecane (DBU), piperidine or triethylamine or also basic aluminum oxide (Al 2 0 3 ).
  • the reaction can take place under conditions known per se to the person skilled in the art.
  • acetone or a solvent which is inert under the reaction conditions such as toluene, diethyl ether or tetrahydrofuran, is used as the solvent.
  • the selected base is usually placed in the solvent and the dialdehyde is added. In this way, better selectivities are generally achieved with addition in portions or continuously.
  • the reaction is usually complete after a few hours.
  • reaction products thus obtained can subsequently be obtained by methods known per se to the person skilled in the art, e.g. Crystallization, chromatography or distillation can be purified.
  • the olefinically unsaturated reaction products can then be catalytically hydrogenated in a likewise known manner.
  • catalysts which are capable of hydrogenating olefinic double bonds in addition to carbonyl groups. Examples include: Palladium-containing catalysts.
  • the aldol condensation of 1,10-decanedial with acetone is carried out under hydrogenating conditions, ie in a one-step process.
  • the reactants are converted into a hydrogen-active catalyst under a hydrogen atmosphere '.
  • Suitable catalysts are, for example, are those in which the hydrogenation component or components on a support, such as Al 2 0 3, Ti0 2 or Zr0 2l preferably Al 2 O is applied.
  • Suitable hydrogenation-active components are transition metals such as Ru, Rh, Ir, Pt, Co and Pd, particularly preferably Pd.
  • the hydrogenation-active components mentioned can optionally contain further metals, preferably lanthanides or compounds thereof.
  • the lanthanides Pr, Nd, Eu, Gd, Dy, Ho, Er and Yb are particularly preferred. It is very particularly preferred to use a catalyst which contains Pd doped with Pr as the hydrogenation-active component and is applied to Al 2 O 3 as a support.
  • the aldol condensation under hydrogenating conditions can be carried out batchwise, semi-continuously or fully continuously.
  • the reaction can be carried out in suitable reactors, e.g. in stirred tanks, tubular reactors, flow tubes, loop reactors or stirred tank cascades.
  • the reaction is usually carried out at temperatures from about 10 to about 280 ° C. and at hydrogen pressures from about 1 to about 100 bar.
  • the reaction is usually complete after a few hours. The turnover is often complete after about 2 hours.
  • the aldol reaction of decanedial with acetone is carried out under conventional, ie non-hydrogenating, conditions.
  • Basic catalysts are suitable for this hydrogenation-active component or components.
  • the hydrogen atmosphere is dispensed with.
  • the muscon which is sought after as a fragrance, its partially hydrogenated anologa and, in principle, a large number of other macrocyclic ketones are accessible in a simple, economically advantageous manner that can be carried out on an industrial scale.
  • the final hydrogenation of the primary aldol condensation product is carried out under asymmetric conditions, e.g. using a chiral-non-racemic, enantioselective catalyst, it is possible to obtain muscon in an optically active form.
  • Example 2a Continuous preparation of 1, 7-octadiene by metathesis

Abstract

The invention relates to a method for the production of 1.7 octadiene by reacting metathesis of cyclohexene with ethylene. The invention also relates to the production of 1.10-decandiol by hydroformulating 1.7 octadiene produced according to said method. The invention further relates to a method for the production of muscone or olefinically unsaturated analogs thereof using 1.10 decandiol which is obtainable in said manner.

Description

Verfahren zur Herstellung von 1 ,7-Octadien und dessen VerwendungProcess for the preparation of 1, 7-octadiene and its use
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 1 ,7-Octadien durch Metathese von Cyclohexen mit Ethylen. Sie betrifft ferner Verfahren zur Herstellung von 1 ,10-Dekandial bzw. Muscon oder dessen olefinisch ungesättigter Analoga unter Verwendung von auf diese Weise hergestelltem 1 ,7-Octadien.The present invention relates to a process for the preparation of 1, 7-octadiene by metathesis of cyclohexene with ethylene. It also relates to processes for the preparation of 1, 10 decanedial or muscon or its olefinically unsaturated analogs using 1,7-octadiene prepared in this way.
α,ω-Diolefine stellen wertvolle Ausgangsstoffe für eine Vielzahl von chemischen Synthesen dar. So lassen sie sich etwa im Rahmen von Homo- oder Copolymeri- sationsprozessen zur Gewinnung von Polymerisaten mit definierten Eigenschaften nutzen. Daneben dienen sie als Ausgangsstoffe zur Herstellung von α,co-Diolen, die ihrerseits im Rahmen von Polyestersynthesen eingesetzt werden können. Darüber hinaus eignen sich die endständigen Doppelbindungen der α,ω-Diolefine auch zur Herstellung einer Vielfalt von weiteren Funktionalitäten. So erhält man beispielsweise durch doppelte Hydroformylierung der endständigen Doppelbindungen Dialdehyde.α, ω-Diolefins are valuable starting materials for a large number of chemical syntheses. For example, they can be used in the context of homo- or copolymerization processes to obtain polymers with defined properties. In addition, they serve as starting materials for the production of α, co-diols, which in turn can be used in the context of polyester synthesis. In addition, the terminal double bonds of the α, ω-diolefins are also suitable for producing a variety of other functionalities. For example, double hydroformylation of the terminal double bonds gives dialdehydes.
Einen geeigneten synthetischen Zugang zu den α,ω-Diolefinen stellt die Ringöff- nungsmetathese cyclischer Olefine in Gegenwart von Ethen („Ethenolyse") dar. Im Rahmen dieses Reaktionstyps nimmt die Ethenolyse von Cyclohexen zu 1 ,7-Octadien eine gewisse Ausnahmestellung ein. Aufgrund der in diesem Falle ungünstigen Gleichgewichtslage gelingt diese Umsetzung bislang nur in unzufriedenstellenden Ausbeuten und unter aus wirtschaftlicher Sicht wenig attraktiven Bedingungen.A suitable synthetic access to the α, ω-diolefins is the ring opening metathesis of cyclic olefins in the presence of ethene (“ethenolysis”). In the context of this type of reaction, the ethenolysis of cyclohexene to 1, 7-octadiene assumes a certain exceptional position the in this case unfavorable equilibrium situation, this implementation has so far only succeeded in unsatisfactory yields and under economically less attractive conditions.
So beschreiben D.L Crain et al. in Am. Chem. Soc. Div. Petrol. Chem. Prepr. 1972, 17(4), E80 - E85 die Ethenolyse von Cyclohexen, die bei einem Druck von ca. 690 bar, einer Temperatur von 125°C und einem 9-fachen molaren Überschus von Ethylen mit einem Umsatz von 6,8% verläuft.For example, D.L Crain et al. in Am. Chem. Soc. Div. Petrol. Chem. Prepr. 1972, 17 (4), E80 - E85 the ethenolysis of cyclohexene, which proceeds at a pressure of approx. 690 bar, a temperature of 125 ° C and a 9-fold molar excess of ethylene with a conversion of 6.8%.
Die DE-A 1 618 760 beschreibt allgemein die Ethenolyse cyclischer Olefine in Gegenwart geeigneter Übergangsmetallkatalysatoren. Die Ethenolyse von Cyclohexen in Gegenwart eines CoO- und Mo03-eπthaltenden Katalysators bei einem Druck von 52 atm und 125°C über 3 h liefert 1,7-Octadien in einer Selektivität von ca. 23 % d. Th.DE-A 1 618 760 generally describes the ethenolysis of cyclic olefins in the presence of suitable transition metal catalysts. The ethenolysis of cyclohexene in the presence of a catalyst containing CoO and Mo0 3 at a pressure of 52 atm and 125 ° C. for 3 h gives 1,7-octadiene in a selectivity of approx. 23% of theory. Th.
Die US 3,424,811 beschreibt „Disproportionierungsreaktionen" von cyclischen mit acyclischen Olefinen in Gegenwart von geträgerten, Mo oder Re und ein Alkalimetall enthaltenden Katalysatoren.No. 3,424,811 describes “disproportionation reactions” of cyclic with acyclic olefins in the presence of supported catalysts containing Mo or Re and an alkali metal.
Die DE-A 40 09 910 beschreibt die Verwendung von Organorheniumoxiden auf oxidischen Trägern als Katalysatoren zur ethenoiytischen Metathese olefinischer Verbindungen. Nach wie vor besteht demnach dringender Bedarf an einem Verfahren, dass es erlaubt, 1 ,7-Octadien durch Ethenolyse von Cyclohexen in wirtschaftlich zufriedenstellender Weise und unter in technischem Maßstab durchführbaren Bedingungen herzustellen.DE-A 40 09 910 describes the use of organorhenium oxides on oxide supports as catalysts for the ethical metathesis of olefinic compounds. Accordingly, there is still an urgent need for a process which allows 1, 7-octadiene to be produced by ethenolysis of cyclohexene in an economically satisfactory manner and under conditions which can be carried out on an industrial scale.
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von 1 ,7-Octadien durch Metathese von Cyclohexen mit Ethylen gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die nicht umgesetzten Edukte und gegebenenfalls erhaltenen höhersiedenden Nebenprodukte in aufgereinigter Form in das Reaktionsgemisch zurückgeführt werden.A process for the preparation of 1,7-octadiene by metathesis of cyclohexene with ethylene has now been found, which is characterized in that the unreacted starting materials and any higher-boiling by-products obtained are recycled to the reaction mixture in purified form.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet, große Mengen an 1 ,7-Octadien in besonders wirtschaftlicher Weise bereitzustellen. Als Ausgangsstoffe dienen die wohlfeilen und gut verfügbaren Verbindungen Cyclohexen und Ethylen. Durch die Rückführung der nicht umgesetzten aufgereinigten Edukte und höhersiedeπden Neben- produkte gelingt es, Cyclohexen in hoher Ausbeute in 1 ,7-Octadien zu überführen.The process according to the invention is suitable for providing large amounts of 1,7-octadiene in a particularly economical manner. The inexpensive and readily available compounds cyclohexene and ethylene serve as starting materials. By recycling the unreacted purified starting materials and high-boiling by-products, cyclohexene can be converted into 1,7-octadiene in high yield.
Als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich Cyclohexen enthaltende Kohlerwasserstoffgemische, insbesondere solche, die zu einem Großteil aus Cyclohexen bestehen. Besonders geeignet > t Cyclohexen mit einer Reinheit von etwa 90% bis etwa 99,9%, bevorzugt von etwa 95% bis etwa 99,9%, besonders bevorzugt von etwa 98% bis etwa 99,9%. Vorteilhaft setzt man Cyclohexen ein, das bis zu etwa 1% an polaren Verunreinigungen, insbesondere Oxigenate wie z.B. Cyclohexanol und/oder Cyclohexanon oder auch Peroxide enthält. Besonders bevorzugt eingesetztes Cyclohexen ist im wesentlichen frei von polaren Verunreinigungen. Vorteil- hafterweise wird es zusätzlich einer Vorreinigung nach dem Fachmann an sich bekannten Methoden unterzogen. So kann man es beispielsweise durch ein sog. guard bed (Schutzbett) leiten, das aus hochoberflächigen Aluminiumoxiden, Kieselgelen, Alumosilikaten oder Molsieben besteht. Dieses Schutzbett dient zum Trocknen der eingesetzten Edukte sowie zur Entfernung von Substanzen, welche als Katalysatorgift im nachfolgenden Metatheseschritt wirken können. Bevorzugte Adsorbermaterialien sind beispielsweise Selexsorb® CD (Fa. Alcoa Inc.) und CDO sowie 3Ä- und NaX- Molsiebe (13X). Die Reinigung erfolgt vorteilhaft in Trockentürmen bei Temperaturen und Drucken, die so gewählt sind, dass sämtliche Komponenten in der flüssigen Phase vorliegen.Suitable starting materials for the process according to the invention are hydrocarbon mixtures containing cyclohexene, in particular those which consist largely of cyclohexene. Particularly suitable> t cyclohexene with a purity of about 90% to about 99.9%, preferably from about 95% to about 99.9%, particularly preferably from about 98% to about 99.9%. Cyclohexene, which contains up to about 1% of polar impurities, in particular oxigenates such as, for example, cyclohexanol and / or cyclohexanone or also peroxides, is advantageously used. Cyclohexene used with particular preference is essentially free of polar impurities. Advantageously, it is additionally subjected to a pre-cleaning according to methods known to the person skilled in the art. For example, it can be passed through a so-called guard bed, which consists of high-surface aluminum oxides, silica gels, aluminum silicates or molecular sieves. This protective bed serves to dry the starting materials used and to remove substances which can act as a catalyst poison in the subsequent metathesis step. Preferred adsorbent materials are, for example, Selexsorb CD ® (Fa. Alcoa Inc.) and CDO and 3A-molecular sieves and NaX (13X). Cleaning is advantageously carried out in drying towers at temperatures and pressures which are chosen so that all components are in the liquid phase.
Als weiteres Ausgangsmaterial dient Ethylen mit einer Reinheit von in der Regel etwa 95 bis etwa 99,99 %, bevorzugt etwa 98 bis etwa 99,99 % oder noch darüber. Es kann bei Bedarf ebenfalls durch geeignete, z.B. durch die vorstehend zur Reinigung des Cyclohexens beschriebenen Verfahren, vorgereinigt werden. Die Reaktanden werden üblicherweise in einem molaren Verhältnis von Ethylen zu Cyclohexen von etwa 1:1 bis etwa 10:1 eingesetzt. Bevorzugt ist ein molares Verhältnis von etwa 2:1 bis etwa 6:1 , besonders bevorzugt von etwa 2:1 bis etwa 4:1.Ethylene with a purity of generally about 95 to about 99.99%, preferably about 98 to about 99.99% or even higher, is used as a further starting material. If necessary, it can also be pre-cleaned by suitable processes, for example by the processes described above for the purification of the cyclohexene. The reactants are usually used in a molar ratio of ethylene to cyclohexene of about 1: 1 to about 10: 1. A molar ratio of approximately 2: 1 to approximately 6: 1 is preferred, particularly preferably approximately 2: 1 to approximately 4: 1.
Die Ausgangssubstanzen werden unverdünnt oder durch ein unter den gewählten Reaktionsbedingungen inertes Verdünnungsmittel wie etwa geradkettige, verzweigte oder cyclische Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen wie z.B. Cyclo- hexan, Cyclooctan, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan, Dekan, Undekan und Dodecan oder auch höheren Kohlenwasserstoffen oder Gemische derselben verdünnt in einen den gewählten Temperatur- und Druckbedingungen entsprechenden Reaktor wie etwa ein Druckgasgefäß, ein Strömungsrohr, einen Rohrreaktor, einen Rührkessel, einen Rieselbettreaktor, eine Blasensäule, eine Rührkesselkaskade, einen Schlaufenreaktor oder in eine Kolonne zur Reaktivdestillation eingebracht. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahren. besonders bevorzugt ist ein Rohrreaktor in den ein die Metathesereaktion beschleunigenden Katalysator in immobilisierter Form vorliegt.The starting substances are undiluted or by a diluent which is inert under the chosen reaction conditions, such as straight-chain, branched or cyclic hydrocarbons with 5 to 12 carbon atoms, e.g. Cyclohexane, cyclooctane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane and dodecane or higher hydrocarbons or mixtures thereof, diluted in a reactor corresponding to the selected temperature and pressure conditions, such as a pressurized gas vessel, a flow tube, a tubular reactor, a stirred tank, a trickle bed reactor, a bubble column, a stirred tank cascade, a loop reactor or in a column for reactive distillation. Within the scope of the method according to the invention. A tubular reactor in which a catalyst which accelerates the metathesis reaction is present in immobilized form is particularly preferred.
Die Reaktion kann auch parallel bzw. alternierend in zwei oder auch mehreren Reaktoren durchgeführt werden. Diese Vorgehensweise erlaubt es, das Verfahren auch dann oh 'U Unterbrechung weiterzuführen, wenn in einzelnen Reaktoren die einge- setzten Katalysatorsysteme regeneriert werden.The reaction can also be carried out in parallel or alternately in two or more reactors. This procedure allows the process to be continued without interruption even when the catalyst systems used are regenerated in individual reactors.
Geeignete Katalysatoren sind solche, die die erfindungsgemäße Umsetzung unter den gewählten Bedingungen beschleunigen. In besonderem Maße eignen sic solche Katalysatoren, die unerwünschte Isomerisierungen nicht oder nur in geringem Ausmaß katalysieren. Sie enthalten üblicherweise eines oder verschiedene Übergangsmetalle der Gruppen Vl.b, Vll.b oder VIII wie etwa Re, W, Mo, Ru, Os, Ta oder Nb als solche in Form ihrer Verbindungen oder Salze. Sie können prinzipiell in homogener wie auch in heterogener Form, bevorzugt jedoch in heterogener Form eingesetzt werden. Beispiele für homogene Katalysatoren sind die Alkenmetathese katalysierende Ru-haltige Alkyl- idenkomplexe wie sie beispielsweise in der WO 03/011455, der WO 00/71554, der EP-A 0 921 129 oder der WO 97/06185 beschrieben sind. Geeignete heterogene Katalysatoren sind z.B. solche, bei denen die katalytisch wirksame Substanz oder Verbindung in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 20 Gew.%, bevorzugt von etwa 1 bis etwa 15 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des fertigen Katalysators, auf einen Träger, bevorzugt auf einen oxidischen Träger wie etwa SiO2, AI2O3 oder TiO2 oder einen Mischträger wie z.B. SiO2/AI2O3, B2θ3/SiO2/AI2O3 oder Fe2θ3lA\2θ3, bevorzugt auf AI2O3 aufgebracht ist.Suitable catalysts are those which accelerate the reaction according to the invention under the selected conditions. Such catalysts are particularly suitable if they do not catalyze undesired isomerizations or only do so to a small extent. They usually contain one or different transition metals from groups Vl.b, Vll.b or VIII such as Re, W, Mo, Ru, Os, Ta or Nb as such in the form of their compounds or salts. In principle, they can be used in homogeneous as well as in heterogeneous form, but preferably in heterogeneous form. Examples of homogeneous catalysts are Ru-containing alkylidene complexes catalyzing alkene metathesis, as described, for example, in WO 03/011455, WO 00/71554, EP-A 0 921 129 or WO 97/06185. Suitable heterogeneous catalysts are, for example, those in which the catalytically active substance or compound is present in an amount of from about 0.1 to about 20% by weight, preferably from about 1 to about 15% by weight, based on the total weight of the finished catalyst a carrier, preferably on an oxidic carrier such as SiO 2 , Al 2 O 3 or TiO 2 or a mixed carrier such as SiO 2 / Al 2 O 3 , B 2 θ 3 / SiO 2 / Al 2 O 3 or Fe 2 θ 3 lA \ 2 θ 3 , preferably applied to Al 2 O 3 .
Ein im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders bevorzugter Kata- lysator enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht des fertigen Katalysators, etwa 6 bis etwa 12 Gew.% Re2O7 aufgebracht auf AI2O3als Trägermaterial. Das Trägermaterial kann in verschieden Formen verwendet werden, vorteilhaft jedoch in Form von Kugeln, Strängen, Spiralen, Ringen oder auch Triloben. Bevorzugt sind darunter Kugeln oder Stränge mit einem Durchmesser bzw. einer Länge von etwa 0,5 bis etwa 5 mm, bevorzugt von etwa 1 bis etwa 2 mm. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform setzt man als Trägermaterial Stränge mit einer Länge von etwa 1,5 mm ein.A catalyst which is particularly preferred in the process according to the invention contains, based on the total weight of the finished catalyst, about 6 to about 12% by weight of Re 2 O 7 applied to Al 2 O 3 as support material. The carrier material can be used in various forms, but advantageously in the form of balls, strands, spirals, rings or trilobes. Preferred are balls or strands with a diameter or a length of approximately 0.5 to approximately 5 mm, preferably approximately 1 to approximately 2 mm. In a particularly preferred embodiment, strands with a length of approximately 1.5 mm are used as the carrier material.
Die katalytisch aktive Verbindung kann auf verschiedene, dem Fachmann an sich bekannte Weise auf den gewählten Träger aufgebracht werden, so z.B. durch Tauch- imprägnieren, Trockentränken oder auch Aufdampfen. Zur Herstellung der bevorzugten Rhenium-Katalysatoren tränkt man den Träger mit einer wässrigen Ammonium- perrhenat-Lösung oder bevorzugt mit Perrheniumsäure. Neben wässrigen Lösungen lassen sich auch Lösungen die organische Lösungsmittel wie z.B. Dioxan, niedere Alkohole, Ketone und/oder Ether enthalten einsetzen. Nach dem Tränkungsvorgang, der in der Regel nach etwa 1 bis etwa 10 h abgeschlossen ist werden die Katalysatoren bei Temperaturen von etwa 100 bis etwa 150°C getrocknet und anschließend bei Temperaturen oberhalb 500°C, bevorzugt oberhalb 550°C etwa 1 bis etwa 5h calciniert UIAJ unter Stickstoffatmosphäre abgekühlt.The catalytically active compound can be applied to the selected support in various ways known to those skilled in the art, e.g. by immersion impregnation, dry soaking or vapor deposition. To produce the preferred rhenium catalysts, the support is impregnated with an aqueous ammonium perrhenate solution or, preferably, with perrhenic acid. In addition to aqueous solutions, solutions containing organic solvents such as e.g. Use dioxane, lower alcohols, ketones and / or ethers. After the impregnation process, which is usually completed after about 1 to about 10 hours, the catalysts are dried at temperatures from about 100 to about 150 ° C. and then at temperatures above 500 ° C., preferably above 550 ° C., for about 1 to about 5 hours calcined UIAJ cooled under nitrogen atmosphere.
Der Träger kann auch, wie in GB 1 ,216,587 mit einer anorganischen Säure vorbehandelt werden. Er kann darüber hinaus zur Steigerung seiner Aktivität mit weiteren Metallverbindungen wie z.B. Nb2O5, Ta2O5, Si02, B2O5, WO5, MoO3, Ti02 oder Ge02, wie in EP 0 639549 beschrieben, dotiert werden. Der Träger kann auch wie in EP 1350779 beschrieben thermisch vorbehandelt werden.The carrier can also be pretreated with an inorganic acid, as in GB 1, 216,587. To increase its activity, it can also be used with other metal compounds such as Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , Si0 2 , B 2 O 5 , WO 5 , MoO 3 , Ti0 2 or Ge0 2 , as described in EP 0 639549, be endowed. The carrier can also be thermally pretreated as described in EP 1350779.
Werden die Katalysatoren nach der Herstellung nicht unmittelbar im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt, empfiehlt es sich, sie vor der Umsetzung erneut in der oben beschriebenen Weise zu calcinieren.If the catalysts are not used immediately after production in the process according to the invention, it is advisable to calcine them again in the manner described above before the reaction.
Zur Regenerierung des eingesetzten Katalysators bzw. der eingesetzten Katalysatoren eignen sich im Prinzip die dem Fachmann an sich bekannten Methoden wie sie beispielsweise in den US 3,365,513, EP-A-933344, US 6,281,402, US 3,725,496, DE-A-32 29419, GB 1144085, US 3,726,810, BE 746,924, US 4,072,629, DE-A-19 55 640 sowie DE-A-34276 30 beschrieben sind.In principle, the methods known per se to the person skilled in the art are suitable for regenerating the catalyst or catalysts used, for example as described in US Pat. No. 3,365,513, EP-A-933344, US Pat. No. 6,281,402, US Pat. No. 3,725,496, DE-A-32 29419, GB 1144085 , US 3,726,810, BE 746,924, US 4,072,629, DE-A-19 55 640 and DE-A-34276 30.
Darüber hinaus kann man die Regeneration des desaktivierten Katalysators beispielsweise auch in 2 Stufen vornehmen.In addition, the deactivated catalyst can also be regenerated in two stages, for example.
In der 1. Stufe wird der desaktivierte Katalysator bei einer Temperatur von 400 bis 800°C mit einem Regenerationsgas (Regenerationsgas 1 ) behandelt. Üblicherweise handelt es sich bei dem Regenerationsgas 1 um ein Gas, welches ausgewählt ist aus der Gruppe Stickstoff, Edelgas oder eine Gasmischung von Stickstoff und Edelgas, welches bis zu 10 % CO2 oder bis zu 40 % eines gesättigten C bis C8- Kohlenwasserstoffes enthalten kann.In the 1st stage, the deactivated catalyst is treated with a regeneration gas (regeneration gas 1) at a temperature of 400 to 800 ° C. The regeneration gas 1 is usually a gas which is selected from the group consisting of nitrogen, noble gas or a gas mixture of nitrogen and noble gas which contain up to 10% CO 2 or up to 40% of a saturated C to C 8 hydrocarbon can.
Nach Abschluss der Stufe 1 wird mit Stufe 2 der Regeneration begonnen, bei der der mit Regenerationsgas 1 vorbehandelte desaktivierte Katalysator mit einer Gasmischung bestehend aus einem Sauerstoff-haltigen Gas (Regenerationsgas 2) behandelt wird.After stage 1 is completed, stage 2 of the regeneration begins, in which the deactivated catalyst pretreated with regeneration gas 1 is treated with a gas mixture consisting of an oxygen-containing gas (regeneration gas 2).
Bei dem Regenerationsgas 2 handelt es sich bevorzugt um reinen Sauerstoff oder um eine Mischung bestehend im wesentlichen aus 0,1 bis 100 % Sauerstoff, zwischen 50 und 99,9 % eines Gases, ausgewählt aus der Gruppe Stickstoff, Edelgas oder einer Gasmischung von Stickstoff und Edelgas und ggf. bis zu 10 % CO2 oder bis zu 40 % eines gesättigten d- bis C8-Kohlenwasserstoffs.The regeneration gas 2 is preferably pure oxygen or a mixture consisting essentially of 0.1 to 100% oxygen, between 50 and 99.9% of a gas selected from the group consisting of nitrogen, inert gas or a gas mixture of nitrogen and Noble gas and possibly up to 10% CO 2 or up to 40% of a saturated d to C 8 hydrocarbon.
Das Regenerationsgas 2 wird zweckmäßigerweise mit einer Gasraumgeschwindig- k 3ü von 50 bis 500 Liter pro kg pro h durch ein Katέ-tysatorbett aus dem mit Regenerationsgas vorbehandelten desaktivierten Katalysafö geleitet. Die Temperatur des Regeneriergases K2 beträgt im Allgemeinen 350 bis 850°C, bevorzugt 500 bis 700°C, besonders bevorzugt 550°C.The regeneration gas 2 is expediently passed at a gas space velocity of 3 to 50 to 500 liters per kg per hour through a catalyst bed from the deactivated catalyst pretreated with regeneration gas. The temperature of the regeneration gas K2 is generally 350 to 850 ° C, preferably 500 to 700 ° C, particularly preferably 550 ° C.
Der Katalysator wird in Form einer Schüttung oder bevorzugt als Festbettkatalysator in den Rohrreaktor eingebracht. Die Reaktanden werden so zudosiert, dass die Katalysatorbelastung in einem Bereich von etwa 0,2 bis etwa 20 kg/kgh, bevorzugt von etwa 1 bis etwa 5 kg/kgh liegt.The catalyst is introduced into the tubular reactor in the form of a bed or preferably as a fixed bed catalyst. The reactants are metered in such that the catalyst load is in a range from about 0.2 to about 20 kg / kgh, preferably from about 1 to about 5 kg / kgh.
Der Druck im Reaktor wird in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 200 bar, bevorzugt von etwa 30 bis etwa 120 bar und besonders bevorzugt von etwa 50 bis etwa 80 bar gewählt. Die Reaktionstemperatur beträgt üblicherweise etwa 20 bis etwa 250°C, bevorzugt etwa 20 bis etwa 130°C und ganz besonders bevorzugt etwa 30 bis etwa 110°C. Die Reaktanden liegen dann normalerweise in flüssiger Form vor.The pressure in the reactor is selected in a range from about 20 to about 200 bar, preferably from about 30 to about 120 bar and particularly preferably from about 50 to about 80 bar. The reaction temperature is usually about 20 to about 250 ° C., preferably about 20 to about 130 ° C. and very particularly preferably about 30 to about 110 ° C. The reactants are then usually in liquid form.
Um der üblicherweise kontinuierlich erfolgenden Desaktivierung des Katalysators ent- gegenzuwirken, kann optional die Temperatur kontinuierlich oder in Sprüngen innerhalb der genannten Bereiche angehoben werden. Auf diese Weise kann der am Reaktorausgang gemessene Umsatz über den Zeitverlauf weitestgehend konstant gehalten werden. Ein konstanter Produktstrom im Aufarbeitungsteil wird dabei in der Regel gewährleistet.In order to counteract the usually continuous deactivation of the catalyst, the temperature can optionally be raised continuously or in steps within the ranges mentioned. In this way, the conversion measured at the reactor outlet can be kept largely constant over the course of time. A constant product flow in the work-up section is usually guaranteed.
Der die Reaktionsprodukte enthaltende Austragsstrom wird erfindungsgemäß von dem Reaktor in eine erste Destillationsapparatur D1 überführt, in der die tiefsiedenden Bestandteile (A) in geeigneter Weise von den höhersiedenden Bestandteilen (B) abgetrennt werden. Unter tiefersiedenden Bestandteilen (A) der ersten Destillationsstufe ist im Rahmen des vorliegenden Verfahrens vornehmlich das überschüssige, nicht umgesetzte Ethylen zu verstehen, das gegebenenfalls noch geringe Mengen anderer Ver- bindungen enthalten kann und das so weit als möglich abgetrennt werden soll. Aufgrund der relativ großen Siedepunktsdifferenz zwischen den zu trennenden Bestandteilen (A) und (B) führt man diese erste Destillationsstufe vorteilhaft in Form einer Entspannungs- bzw. Flash-Destillation durch. Vorteilhaft wählt man dabei einen Druck im Bereich von etwa 5 bis etwa 30 bar, bevorzugt von etwa 5 bis etwa 20 bar und eine Temperatur im Bereich von etwa 10°C bis etwa 50°C, bevorzugt von etwa 20 bis etwa 40°C. Die so abgetrennte tiefersiedende Fraktion (A) enthält in der Regel etwa 90 bis etwa 99,5 Gew.%, oft etwa 95 bis etwa 99 Gew.% Ethylen. Daneben enthält die tiefersiedende Fraktion (A) in der Regel etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.%, oft etwa 1 bis etwa 5 Gew.% nicht umgesetztes Cyclohexen und gegebenenfalls auch geringe Mengen, z.B. etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.% 1,7-Octadien. Bei Einsatz von unter den Reaktionsbedingungen inerten Verdünnungsmitteln können diese, in Abhängigkeit von deren Siedepunkt, ebenfalls ganz oder teilweise mit abgetrennt werden. In diesem Fall ist eine veränderte Zusammensetzung der Fraktion (A) zu berücksichtigen.According to the invention, the discharge stream containing the reaction products is transferred from the reactor into a first distillation apparatus D1, in which the low-boiling Components (A) are separated from the higher-boiling components (B) in a suitable manner. In the context of the present process, lower-boiling constituents (A) of the first distillation stage are primarily to be understood as the excess, unreacted ethylene, which may still contain small amounts of other compounds and which should be separated off as far as possible. Because of the relatively large boiling point difference between the constituents (A) and (B) to be separated, this first distillation stage is advantageously carried out in the form of a flash or distillation. A pressure in the range from approximately 5 to approximately 30 bar, preferably from approximately 5 to approximately 20 bar and a temperature in the range from approximately 10 ° C. to approximately 50 ° C., preferably from approximately 20 to approximately 40 ° C., are advantageously selected. The lower-boiling fraction (A) thus separated off generally contains about 90 to about 99.5% by weight, often about 95 to about 99% by weight, of ethylene. In addition, the lower-boiling fraction (A) generally contains about 0.5 to about 10% by weight, often about 1 to about 5% by weight of unreacted cyclohexene and optionally also small amounts, for example about 0.05 to about 0.5 % By weight 1,7-octadiene. If diluents which are inert under the reaction conditions are used, these can also be removed in whole or in part, depending on their boiling point. In this case, a changed composition of fraction (A) must be taken into account.
Die so abgetrennte tiefersiedende Fraktion (A) kann ganz oder teilweise in den Reaktor R zurückgeführt werden. Vorzugsweise wird sie möglichst vollständig zurückgeführt, wobei gegebenenfalls geringe Mengen ausgeschleust werden, um Aufpegelungen zu vermeiden.The lower-boiling fraction (A) separated in this way can be returned in whole or in part to the reactor R. It is preferably returned as completely as possible, with small amounts being discharged if necessary in order to avoid build-up.
Die in der ersten Destillationsapparatur D1 erhaltenen höhersiedenden Bestandteile (B) des Reaktionsgemisches enthalten in der Regel etwa 75 bis etwa 80 Gew.%, oft etwa 80 bis etwa 90 Gew.% nicht umgesetztes Cyclohexen, etwa 5 bis etwa 20 Gew.%, bevorzugt etwa 5 bis etwa 15 Gew.% 1,7-Octadien sowie noch etwa 1 bis etwa 10 Gew.% Ethylen. Darüber hinaus enthält sie auch die bei der Methathese üblicherweise in geringen Mengen, z. B durch Folgereaktionen, anfallenden hochsiedenden Nebenprodukte sowie den in der Regel überwiegenden Teil der gegebenenfalls eingesetzten inerten Verdünnungsmittel. Die oben angegebene Zusammensetzung bezieht sich auf ein ohne Einsatz von Verdünnungsmitteln erhaltenes Gemisch.The higher-boiling constituents (B) of the reaction mixture obtained in the first distillation apparatus D1 generally contain about 75 to about 80% by weight, often about 80 to about 90% by weight of unreacted cyclohexene, about 5 to about 20% by weight, preferably about 5 to about 15% by weight of 1,7-octadiene and about 1 to about 10% by weight of ethylene. In addition, it also contains the methathesis usually in small amounts, eg. B through subsequent reactions, high-boiling by-products and the generally predominant part of the inert diluents that may be used. The composition given above relates to a mixture obtained without the use of diluents.
Die höhersiedende Fraktion (B) wird erfindungsgemäß in eine weitere Destillationsapparatur D2 überführt. Dort werden dessen tiefersiedende Bestandteile (C), im folgenden auch als Mittelsiederfraktion bezeichnet, bestehend im wesentlichen aus nicht umgesetztem Cyclohexen, gegebenenfalls zur Verdünnung des Reaktions- gemisches eingesetztem inerten Lösemittel sowie im ersten Destillationsschritt noch nicht abgetrenntem Ethylen, von der höhersiedenden Fraktion (D) getrennt. Dazu eigenen sich z.B. dem Fachmann an sich bekannte Destillationskolonnen. Vorteilhaft führt man die Trennung bei Normaldruck oder leicht erhöhtem Druck, beispielsweise in einem Bereich von etwa 1 bis etwa 10 bar und mit einer Trennstufenzahl von etwa 10 bis etwa 50 durch. Das Rücklaufverhältnis wählt man vorteilhaft zwischen 1 ,5 und 6.According to the invention, the higher-boiling fraction (B) is transferred to a further distillation apparatus D2. There the lower-boiling constituents (C), hereinafter also referred to as the middle boiler fraction, consisting essentially of unreacted cyclohexene, inert solvent optionally used for diluting the reaction mixture and ethylene which has not yet been separated off in the first distillation step, from the higher-boiling fraction (D) Cut. Distillation columns known per se to the person skilled in the art are suitable for this purpose. Advantageous the separation is carried out at normal pressure or slightly elevated pressure, for example in a range from about 1 to about 10 bar and with a number of separation stages from about 10 to about 50. The reflux ratio is advantageously chosen between 1, 5 and 6.
Die über Kopf abgetrennte Mittelsiederfraktion (C) kann ebenfalls ganz oder teilweise, gegebenenfalls nach vollständiger oder teilweiser Entfernung des inerten Verdünnungsmittels in den Reaktor R zurückgeführt werden. Vorzugsweise wird sie möglichst vollständig zurückgeführt, wobei in der Regel nur geringe Mengen ausgeschleust werden, um Aufpegelungen zu vermeiden.The medium boiler fraction (C) separated off at the top can likewise be returned completely or partially, if appropriate after complete or partial removal of the inert diluent, to the reactor R. It is preferably returned as completely as possible, with only small amounts generally being discharged in order to avoid build-up.
Die im Sumpf der Destillationsapparatur D2 verbleibende höhersiedende Fraktion (D) besteht in der Regel zum weit überwiegenden Teil, d.h. in der Regel zu über 95 Gew.% aus 1 ,7-Octadien neben Resten von Cyclohexen (normalerweise im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.%) sowie den bereits genannten hochsiedenden Neben- Produkten.The higher boiling fraction (D) remaining in the bottom of the distillation apparatus D2 generally consists to a large extent, i.e. usually over 95% by weight of 1,7-octadiene in addition to residues of cyclohexene (normally in the range from about 0.05 to about 0.5% by weight) and the high-boiling by-products already mentioned.
Die so erhaltene höhersiedende Fraktion (D) kann erfϊndungsgemäß in eine weitere Destillationsapparatur D3 überführt werden und dor-.iτι eine tiefersiedende Produkt- fraktion (P) und eine hochsiedende Nebenproduktfri'-.tion (N) getrennt werden. Da-f.u eignen sich z.B. dem Fachmann an sich bekannte Destillations- bzw. Rektifikationskolonnen. Die Trennung führt man in der Regel bei Normaldruck oder, zur Absenkung der Betriebstemperatur, unter vermindertem Druck durch. Vorteilhaft arbeitet man unter Normaldruck mit etwa 10 bis 50 Trennstufen und einem Rücklaufverhältnis von etwa 1,5 bis 6.The higher-boiling fraction (D) obtained in this way can be transferred according to the invention into a further distillation apparatus D3 and a lower-boiling product fraction (P) and a high-boiling by-product fraction (N) can be separated. Da-f.u are e.g. Distillation or rectification columns known to those skilled in the art. The separation is usually carried out at normal pressure or, to lower the operating temperature, under reduced pressure. It is advantageous to work under normal pressure with about 10 to 50 separation stages and a reflux ratio of about 1.5 to 6.
Auf diese Weise gelingt es, eine Produktfraktion (P) zu gewinnen, die in der Regel zu etwa 98 bis etwa 99,9 Gew.% aus 1 ,7-Octadien besteht. Vorzugsweise_besteht die Produktfraktion (P) zu etwa 98,5 bis etwa 99,5 Gew.% aus 1 ,7-Octadien.In this way it is possible to obtain a product fraction (P) which generally consists of approximately 98 to approximately 99.9% by weight of 1,7-octadiene. Preferably, about 98.5 to about 99.5% by weight of the product fraction (P) consists of 1,7-octadiene.
Die über Sumpf abgetrennte Nebenproduktfraktion (N) besteht charakteristischerweise aus den hochsiedenden Produkten der Metathesereaktion wie z.B. 1,7,13-Tetra- decatrien (in der Regel etwa 60 bis 70 Gew.%), Dodecatrienen sowie in geringem Ausmaß aus bi- bzw. tricyclischen Nebenprodukten. Es ist besonders unter wirtschaftlichen Gesichtpunkten vorteilhaft, auch diese Fraktion ganz oder teilweise in den Reak- tor R und somit in den Produktionskreislauf zurückzuführen, da sich beispielsweise 1,7,13-Tetradecatrien durch Metathese wieder in 1,7-Octadien umwandeln lässt. Zur Vermeidung von Aufpegelungen der unerwünschten, gegebenenfalls störenden Nebenprodukte schleust man vorteilhafterweise einen Teil des Nebenproduktstromes (N) über einen Auslass E aus. Das Verfahren kann semi- oder vollkontinuierlich durchgeführt werden. Die wirtschaftlichen Vorteile kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn man es vollkontinuierlich betreibt.The by-product fraction (N) which is separated off at the bottom characteristically consists of the high-boiling products of the metathesis reaction, such as, for example, 1,7,13-tetra-decatriene (generally about 60 to 70% by weight), dodecatrienes and to a small extent bi- or tricyclic by-products. It is particularly advantageous from an economic point of view to also return this fraction in whole or in part to the R reactor and thus to the production cycle since, for example, 1,7,13-tetradecatriene can be converted back to 1,7-octadiene by metathesis. To avoid leveling up of the undesired, possibly disruptive by-products, part of the by-product stream (N) is advantageously discharged via an outlet E. The process can be carried out semi or continuously. The economic advantages come into play especially when you run it fully continuously.
5 In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren betreibt man eine wie in Fig. 1 schematisch dargestellte Apparatur in kontinuierlicher Fahrweise. Demnach werden die Reaktanden Ethylen und Cyclohexen in einem molaren Verhältnis von etwa 1:1 bis etwa 6:1 ohne weitere Verdünnung in einen Rohrreaktor R eingetragen und dort mit einem Festbettkatalysator bestehend aus 10 Gew.% Re2O7 auf 0 AI2O3 in Form von 1 ,5 mm langen Strängen in Kontakt gebracht. Die Temperatur im Reaktor R wird so gewählt, dass sie im Bereich von etwa 25 bis etwa 130°C, bevorzugt von etwa 30 bis etwa 100°C liegt. Der Druck im Reaktor R beträgt vorteilhafterweise etwa 30 bis etwa 120 bar, bevorzugt etwa 30 bis etwa 80 bar. 5 Der Produktstrom wird anschließend in eine FlashrDestillationsapparatur D1 überführt und bei einem Druck von etwa 5 bis etwa 20 bar und einer Temperatur im Bereich von etwa 20 bis etwa 40°C in eine tiefsiedende Fraktion (A) und eine höhersiedende Fraktion (B) getrennt. 0 Die tiefsiedende Fraktion (A) wird möglichst vollständig in den Eduktstrom und somit in den Reaktor R zurückgeführt, wobei nur geringe Mengen ausgeschleust werden, um Aufpegelungen zu vermeiden.5 In a preferred embodiment of the method according to the invention, an apparatus as shown schematically in FIG. 1 is operated in a continuous manner. Accordingly, the reactants ethylene and cyclohexene are introduced in a molar ratio of about 1: 1 to about 6: 1 without further dilution into a tubular reactor R and there with a fixed bed catalyst consisting of 10% by weight of Re 2 O 7 to 0 Al 2 O 3 brought into contact in the form of 1.5 mm long strands. The temperature in the reactor R is selected such that it is in the range from about 25 to about 130 ° C., preferably from about 30 to about 100 ° C. The pressure in the reactor R is advantageously about 30 to about 120 bar, preferably about 30 to about 80 bar. 5 The product stream is then transferred to a flash distillation apparatus D1 and separated into a low-boiling fraction (A) and a higher-boiling fraction (B) at a pressure of about 5 to about 20 bar and a temperature in the range from about 20 to about 40 ° C. 0 The low-boiling fraction (A) is returned as completely as possible to the educt stream and thus to the reactor R, only small amounts being discharged in order to avoid build-up.
Die höhersiedenden, etwa 80 bis etwa 90 Gew.% nicht umgesetztes Cyclohexen, etwa5 7 bis etwa 15 Gew.% 1,7-Octadien sowie noch etwa 1 bis etwa 10 Gew.% Ethylen enthaltenden höhersiedenden Bestandteile (B) des Reaktionsgemisches überführt man anschließend in Destillationskofonne D2. Dort trennt man die Mittelsiederfraktion (C), die im wesentlichen aus nicht umgesetztem Cyclohexen und noch nicht abgetrenntem Ethylen besteht, von der höhersiedenden Fraktion (D) ab. Vorteilhaft führt man dieO Trennung bei Normaldruck oder leicht erhöhtem Druck, beispielsweise in einem Bereich von etwa 1 bis etwa 10 bar und mit einer Trennstufenzahl von etwa 10 bis etwa 50 durch. Das Rücklaufverhältnis wählt man vorteilhaft zwischen 1,5 und 6.The higher-boiling, about 80 to about 90% by weight of unreacted cyclohexene, about 57 to about 15% by weight of 1,7-octadiene and also about 1 to about 10% by weight of ethylene-containing higher-boiling constituents (B) of the reaction mixture are then transferred in distillation cabinet D2. There, the medium boiler fraction (C), which essentially consists of unreacted cyclohexene and not yet separated ethylene, is separated from the higher-boiling fraction (D). The separation is advantageously carried out at normal pressure or slightly elevated pressure, for example in a range from about 1 to about 10 bar and with a number of separation stages from about 10 to about 50. The reflux ratio is advantageously chosen between 1.5 and 6.
Die über Kopf abgetrennte Mittelsiederfraktion (C) führt man möglichst vollständig5 in den Eduktstrom und somit in den Reaktor R zurück. In der Regel schleust man nur geringe Mengen aus um Aufpegelungen zu vermeiden.The medium boiler fraction (C), which is separated off at the top, is recycled as completely as possible5 into the educt stream and thus back into the reactor R. As a rule, only small amounts are discharged to avoid build-up.
Die im Sumpf der Destillationskolonne D2 verbleibende und in der Regel zu über 95 Gew.% aus 1,7 Octadien neben Resten von Cyclohexen (normalerweise im BereichO von etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.%) bestehende Fraktion (D) überführt man, falls eine höhere Reinheit gewünscht ist, in eine Destillations- bzw. Rektifikationskolonne D3 und trennt dort die tiefersiedende Produktfraktion (P) von der hochsiedenden Neben- Produktfraktion (N). Die Trennung führt man in der Regel bei Normaldruck oder, zur Absenkung der Betriebstemperatur, unter vermindertem Druck durch. Vorteilhaft wird unter Normaldruck bei etwa 10 bis 50 Trennstufen ein Rücklaufverhältnis von etwa 1,5 bis 6 eingestellt.The fraction (D) remaining in the bottom of the distillation column D2 and generally consisting of more than 95% by weight of 1.7 octadiene in addition to residues of cyclohexene (normally in the range O from about 0.05 to about 0.5% by weight) is transferred if a higher purity is desired, into a distillation or rectification column D3, where the lower-boiling product fraction (P) is separated from the high-boiling secondary Product fraction (N). The separation is usually carried out at normal pressure or, to lower the operating temperature, under reduced pressure. A reflux ratio of about 1.5 to 6 is advantageously set under normal pressure at about 10 to 50 separation stages.
Die über Sumpf der Kolonne D3 abgetrennte Nebenproduktfraktion (N) führt man ebenfalls ganz oder teilweise in den Reaktor R und somit in den Produktionskreislauf zurück. Zur Vermeidung von Aufpegelungen der unerwünschten, gegebenenfalls störenden Nebenprodukte schleust man vorteilhafterweise einen Teil des Neben- produktstromes (N) über einen Auslass E aus.The by-product fraction (N) which is separated off at the bottom of column D3 is likewise returned, in whole or in part, to reactor R and thus back to the production cycle. To avoid leveling up of the undesired, possibly disruptive by-products, part of the by-product stream (N) is advantageously discharged via an outlet E.
Auf diese Weise ist es möglich, sehr reines, d.h. etwa 98,5 bis etwa 99,9%iges 1 ,7-Octadien in technischem Maßstab und auf ökonomisch attraktive Weise herzustellen. Der so erhaltene Wertstoff eignet sich als Ausgangssubstanz bzw. als Zwischenprodukt für ein Vielzahl von Synthesen von noch höher veredelten Produkten. Insbesondere eignet es sich zur Herstellung von Feinchemikalien jeglicher Art, so z.B. zur Herstellung von Wirk- oder Zusatzstoffen für pharmazeutische Zubereitungen oder Arzneimittel, Kosmetika jeder Art oder Lebens- bzw. Genussmittel, besonderem Maße eignet sich das so hergestellte 1 ,7-Octadien zur Herstellung v=i,ι Dekandial durch doppelte Hydroformylierung beider endständiger Doppelbindungen. Dekandial kann u.a. als Ausgangstoff zur Synthese einer Vielzahl von makrocyclischen Ketonen dienen, wie z.B. Muscon, die begehrte Riech- oder Aromastoffe darstellen.In this way it is possible to be very pure, i.e. to produce about 98.5 to about 99.9% 1, 7-octadiene on an industrial scale and in an economically attractive manner. The recyclable material obtained in this way is suitable as a starting substance or as an intermediate product for a large number of syntheses of even more highly refined products. In particular, it is suitable for the production of all kinds of fine chemicals, e.g. for the production of active ingredients or additives for pharmaceutical preparations or pharmaceuticals, all kinds of cosmetics or foodstuffs or luxury foods, the 1, 7-octadiene thus produced is particularly suitable for the production v = i, ι decandial by double hydroformylation of both terminal double bonds. Decandial can include serve as a starting material for the synthesis of a variety of macrocyclic ketones, e.g. Muscon, which represent popular smell or aroma substances.
Zur Herstellung der Dialdehyde durch Hydroformylierung kommen verschiedene dem Fachmann bekannte Systeme in Frage, wie z.B. Rh/Organophosphor-Systeme bzw. Rh/Organopolyphosphor-Systeme (Appl. Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds, B. Cornils, W.A. Hermann, VCH, 1996). Bevorzugt zum Erzielen hoher Linearitäten bei der Rh-katalysierten Hydroformylierung sind als Cokatalysatoren z.B. Phosphane, Organopolyphosphorverbindungen wie z.B. Chelatphosphane, Chelat- phosphite bzw. Chelatphosphoramidite. Beispielhaft seien genannt Rh/Triphenyi- phosphin-Systeme (z.B. Falbe, New Synthesis with Carbon Monoxide, Springer-Verlag 1980), Rh/Chelatphosphan-Systeme (z.B. WO 01/58589), Rh/Chelat-Biphosphite (z.B. WO 97/20801) oder Rh/Chelatphosphoramidite (z.B. WO 03/018192, WO 02/83695 und WO 04/026803). Die WO 04/26803 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Dialdehyden und/oder ethylenisch ungesättigten Monoaldehyden durch Hydroformylierung ethylenisch ungesättigter Verbindungen.Various systems known to those skilled in the art can be used to prepare the dialdehydes by hydroformylation, such as Rh / organophosphorus systems or Rh / organopolyphosphorus systems (Appl. Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds, B. Cornils, W.A. Hermann, VCH, 1996). Preferred to achieve high linearities in the Rh-catalyzed hydroformylation are as cocatalysts e.g. Phosphines, organopolyphosphorus compounds such as e.g. Chelate phosphines, chelate phosphites or chelate phosphoramidites. Examples include Rh / triphenylphosphine systems (e.g. Falbe, New Synthesis with Carbon Monoxide, Springer-Verlag 1980), Rh / chelate phosphine systems (e.g. WO 01/58589), Rh / chelate biphosphites (e.g. WO 97/20801 ) or Rh / chelate phosphoramidites (for example WO 03/018192, WO 02/83695 and WO 04/026803). WO 04/26803 describes a process for the preparation of dialdehydes and / or ethylenically unsaturated monoaldehydes by hydroformylation of ethylenically unsaturated compounds.
Als Hydroformylierungskatalysatoren sind im erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise Rhodiumkomplexe mit Phosphorliganden der allgemeinen Formel I geeignet, Suitable hydroformylation catalysts in the process according to the invention are, for example, rhodium complexes with phosphorus ligands of the general formula I
in der Q eine Brückengruppe der Formelin the Q a bridge group of the formula
ist,is
worinwherein
A'"und A2 unabhängig voneinander für O, S, SiRaRb, NR° oder CR jdαDRβe , stehen, wobeiA ' "and A 2 independently of one another represent O, S, SiR a R b , NR ° or CR jd α DRβ e , where
Rb und R° unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Heterocycloalkyl, Aryl oder Hetaryl stehen,R b and R ° independently of one another represent hydrogen, alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, aryl or hetaryl,
R und Rβ unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Heterocycloalkyl, Aryl oder Hetaryl stehen oder gemeinsam mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, eine Cycloalkylidengruppe mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen bilden oder die Gruppe Rd gemeinsam mit einer weiteren Gruppe Rd oder die Gruppe Re gemeinsam mit einer weiteren Gruppe Rβ eine intramolekulare Brückengruppe D bilden, D eine zweibindige Brückengruppe, ausgewählt aus den GruppenR and R β independently of one another represent hydrogen, alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, aryl or hetaryl or together with the carbon atom to which they are attached form a cycloalkylidene group having 4 to 12 carbon atoms or the group R d together with a further group R d or the group R e together with another group R β form an intramolecular bridge group D, D is a double-bonded bridge group selected from the groups
ist, in denenis where
R9 und R10 unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, Halogen, Trifluormethyl, Carboxyl, Carboxylat oder Cyano stehen oder miteinander zu einer C3- bis C4-Alkylenbrücke verbunden sind, R1\ R12, R13 und R14 unabhängig voneinander für Wasserstoff , Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, Halogen, Trifluormethyl, COOH, Carboxylat, Cyano, Alkoxy, SO3H, Sulfonat, NE1E2, Alkylen-NE1E2E3+X-, Acyl oder Nitro stehen,R 9 and R 10 independently of one another represent hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aryl, halogen, trifluoromethyl, carboxyl, carboxylate or cyano or are connected to one another to form a C 3 -C 4 -alkylene bridge, R 1 \ R 12 , R 13 and R 14 independently of one another for hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aryl, halogen, trifluoromethyl, COOH, carboxylate, cyano, alkoxy, SO 3 H, sulfonate, NE 1 E 2 , alkylene-NE 1 E 2 E 3+ X-, acyl or nitro,
c 0 oder 1 ist,c is 0 or 1,
Y eine chemische Bindung darstellt,Y represents a chemical bond,
R5, R6, R7 und R8 unabhängig voneinander für Wasserstoff , Alkyl, Cycloalkyl, Heterocycloalkyl, Aryl, Hetaryl, COORf, COO"M+, SO3Rf, SO~ 3M+, NE1E2, NE1E2E3+X~, Alkylen-NE1E2E3+X-, ORf, SRf, (CHRgCH2O)xRf, (CH2N(E1))xRf, (CH2CH2N(E1))xRf, Halogen, Trifluormethyl, Nitro, Acyl oder Cyano stehen,R 5 , R 6 , R 7 and R 8 independently of one another are hydrogen, alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, aryl, hetaryl, COOR f , COO " M + , SO 3 R f , SO ~ 3 M + , NE 1 E 2 , NE 1 E 2 E 3+ X ~ , alkylene-NE 1 E 2 E 3+ X-, OR f , SR f , (CHR g CH 2 O) x R f , (CH 2 N (E 1 )) x R f , (CH 2 CH 2 N (E 1 )) x R f , halogen, trifluoromethyl, nitro, acyl or cyano,
worinwherein
Rf, E1 , E2 und E3 jeweils gleiche oder verschiedene Reste, ausgewählt unter Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl oder Aryl bedeuten,R f , E 1 , E 2 and E 3 each represent the same or different radicals selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl or aryl,
R9 für Wasserstoff, Methyl oder Ethyl steht,R 9 represents hydrogen, methyl or ethyl,
M+ für ein Kation steht,M + stands for a cation,
X" für ein Anion steht, undX "stands for an anion, and
x für eine ganze Zahl von 1 bis 120 steht, oderx represents an integer from 1 to 120, or
R5 und/oder R7 zusammen mit zwei benachbarten Kohlenstoffatomen des Benzolkerns, an den sie gebunden sind, für ein kondensiertes Ringsystem, mit 1, 2 oder 3 weiteren Ringen stehen,R 5 and / or R 7 together with two adjacent carbon atoms of the benzene nucleus to which they are attached represent a condensed ring system with 1, 2 or 3 further rings,
a und b unabhängig voneinander die Zahl 0 oder 1 bedeutena and b independently of one another denote the number 0 or 1
P für PhosphorP for phosphorus
undand
R1, R2, R3, R4 unabhängig voneinander für Hetaryl, Hetaryloxy, Alkyl, Alkoxy, Aryl, Ary- loxy, Cycloalkyl, Cycloalkoxy, Heterocycloalkyl, Heterocycloalkoxy oder eine ME1E2-Gruppe stehen, mit der Maßgabe, dass R1 und R3 über das Stickstoffatom an das Phosphor P gebundene Pyrrolgruppen sind oder worin R1 gemeinsam mit R2 und/oder R3 gemeinsam mit R4 eine mindestens eine über das pyrrolische Stickstoffatom an das Phosphoratom P gebundene Pyrrolgruppe enthaltende zweibindige Gruppe E der Formel Py-I-WR 1 , R 2 , R 3 , R 4 independently of one another represent hetaryl, hetaryloxy, alkyl, alkoxy, aryl, aryloxy, cycloalkyl, cycloalkoxy, heterocycloalkyl, heterocycloalkoxy or an ME 1 E 2 group, with the proviso that R 1 and R 3 are pyrrole groups bonded to the phosphorus P via the nitrogen atom, or wherein R 1 together with R 2 and / or R 3 together with R 4 is a double-bonded group E which contains at least one pyrrole group bonded to the phosphorus atom P via the pyrrolic nitrogen atom formula Py-IW
bilden, worinform what
Py eine Pyrrolgruppe ist,Py is a pyrrole group
I für eine chemische Bindung oder für O, S, SiRaRb, NRC oder CR^ steht,I stands for a chemical bond or for O, S, SiR a R b , NR C or CR ^,
W für Cycloalkyl, Cycloalkoxy, Aryl, Aryloxy, Hetaryl oder Hetaryloxy steht,W represents cycloalkyl, cycloalkoxy, aryl, aryloxy, hetaryl or hetaryloxy,
undand
Rh und R' unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Heterocycloalkyl, Aryl oder Hetaryl stehen,R h and R 'independently of one another represent hydrogen, alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, aryl or hetaryl,
oder eine über die Stickstoffatome an das Phosphoratom P gebundene Bispyrrolgrup- pe der Formel Py-I-Pyor a bispyrrole group of the formula Py-I-Py bonded to the phosphorus atom P via the nitrogen atoms
bilden.form.
Bevorzugte Phosphoramidit-Liganden sind solche der Formel laPreferred phosphoramidite ligands are those of the formula la
worin R 5, R16, R17 und R18 unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl. Heterocycloalkyl, Aryl, Hetaryl, W'COORk, W'COO'M+, W'(S03)Rk, W'(S03)-M+, W'P03(Rk)(R'), W'(P03)2-(M+)2, W'NE E5, W'(NE4E5E6)+χ-, W'ORk, W'SRk, (CHR'CH20)yRk, (CH2NE4)yRk, (CH2CH2NE4)yRk, Halogen, Trifluormethyl, Nitro, Acyl oder Cyano stehen, worin wherein R 5 , R 16 , R 17 and R 18 are independently hydrogen, alkyl, cycloalkyl. Heterocycloalkyl, aryl, hetaryl, W'COOR k , W'COO ' M + , W' (S0 3 ) R k , W '(S0 3 ) -M + , W'P0 3 (R k ) (R'), W '(P0 3 ) 2 - (M + ) 2 , W'NE E 5 , W' (NE 4 E 5 E 6 ) + χ-, W'OR k , W'SR k , (CHR'CH 2 0 ) y R k , (CH 2 NE 4 ) y R k , (CH 2 CH 2 NE 4 ) y R k , halogen, trifluoromethyl, nitro, acyl or cyano, in which
W' für eine Einfachbindung, ein Heteroatom oder eine zweiwertige verbrückende Gruppe mit 1 bis 20 Brückenatomen steht, E4, E5, E6 jeweils gleiche oder verschiedene Reste, ausgewählt unter Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl oder Aryl bedeuten,W 'represents a single bond, a hetero atom or a divalent bridging group with 1 to 20 bridge atoms, E 4 , E 5 , E 6 each represent the same or different radicals selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl or aryl,
R1 für Wasserstoff, Methyl oder Ethyl steht,R 1 represents hydrogen, methyl or ethyl,
M+ für ein Kationäquivalent steht, für ein Anionäquivalent steht und für eine ganze Zahl von 1 bis 240 steht,M + stands for a cation equivalent, stands for an anion equivalent and stands for an integer from 1 to 240,
wobei jeweils zwei benachbarte Reste R15, R18, R17 und R18 zusammen mit den Kohlenstoffatomen des Pyrrblrings, an die sie gebunden sind, auch für ein kondensiertes Ringsystem mit 1 , 2 oder 3 weiteren Ringen stehen können,where in each case two adjacent radicals R 15 , R 18 , R 17 and R 18 together with the carbon atoms of the pyrrblr ring to which they are attached can also represent a condensed ring system with 1, 2 or 3 further rings,
mit der Maßgabe, dass wenigstens einer der Reste R15, R18, R17 oder R18 nicht für Wasserstoff steht, und dass R19 und R20 nicht mit einander verknüpft sind, lwith the proviso that at least one of the radicals R 15 , R 18 , R 17 or R 18 does not represent hydrogen and that R 19 and R 20 are not linked to one another, l
R19 und R20 unabhängig voneinander für Cycloalkyl, Heterocylόalkyl, Aryl oder ; Hetaryl stehen,R 19 and R 20 independently of one another for cycloalkyl, heterocylocalkyl, aryl or; Stand hetaryl,
a und b unabhängig voneinander die Zahl 0 oder 1 bedeutena and b independently of one another denote the number 0 or 1
P für ein Phosphoratom steht,P represents a phosphorus atom,
Q eine Brückengruppe der FormelQ is a bridge group of the formula
ist,is
worinwherein
A1 und A2 unabhängig voneinander für O, S, SiRaR , NR° oder CRdRe stehen, wobeiA 1 and A 2 independently of one another represent O, S, SiR a R, NR ° or CR d R e , where
Ra, R und R° unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Heterocycloalkyl, Aryl oder Hetaryl stehen,R a , R and R ° independently of one another represent hydrogen, alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, aryl or hetaryl,
Rd und Rθ unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Heterocycloalkyl, Aryl oder Hetaryl stehen oder gemeinsam mit dem Kohlenstoff- atom, an das sie gebunden sind, eine Cycloalkylidengruppe mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen bilden oder die Gruppe Rd gemeinsam mit einer weiteren Gruppe Rd oder die Gruppe Rβ gemeinsam mit einer weiteren Gruppe Rβ eine intramolekulare Brückengruppe D bilden,R d and R θ independently of one another represent hydrogen, alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, aryl or hetaryl or together with the carbon atom to which they are attached form a cycloalkylidene group with 4 to 12 carbon atoms or the group R d together with another group R d or the group R β together with another group R β form an intramolecular bridge group D,
D eine zweibindige Brückengruppe, ausgewählt aus den GruppenD a two-gang bridge group selected from the groups
ist, in denen is where
R9 und R10 unabhängig voneinander für Wasserstoff , Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, Halogen, Trifluormethyl, Carboxyl, Carboxylat oder Cyano stehen oder miteinander zu einer C3- bis C4-A*^ylenbrücke verbunden sind,R 9 and R 10 independently of one another represent hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aryl, halogen, trifluoromethyl, carboxyl, carboxylate or cyano or are connected to one another to form a C 3 - to C 4 -A * ^ ylene bridge,
R11, R12, R13 und R14 unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, Halogen, Trifluormethyl, COOH, Carboxylat, Cyano, Alkoxy, S03H, Sulfonat, NE1E2, Alkylen-NE1E2E3+χ-, Acyl oder Nitro stehen, c 0 oder 1 ist,R 11 , R 12 , R 13 and R 14 independently of one another for hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aryl, halogen, trifluoromethyl, COOH, carboxylate, cyano, alkoxy, S0 3 H, sulfonate, NE 1 E 2 , alkylene-NE 1 E 2 E 3+ χ-, acyl or nitro, c is 0 or 1,
R5, R6, R7 und R8 unabhängig voneinander für Wasserstoff , Alkyl, Cycloalkyl, Heterocycloalkyl, Aryl, Hetaryl, COORf, COO"M+, S03Rf, SO" 3M+, NE1E2, NE E2E3+X", Alkylen-NE E2E3+X-, ORf, SRf, (CHRgCH20)xRf, (CH2N(E1))xRf, (CH2CH2N(E1))xRf, Halogen, Trifluormethyl, Nitro, Acyl oder Cyano stehen, worin Rf, E1, E2 und E3 jeweils gleiche oder verschiedene Reste, ausgewählt unter Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl oder Aryl bedeuten,R 5 , R 6 , R 7 and R 8 independently of one another are hydrogen, alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, aryl, hetaryl, COOR f , COO " M + , S0 3 R f , SO " 3 M + , NE 1 E 2 , NE E 2 E 3+ X " , alkylene-NE E 2 E 3+ X-, OR f , SR f , (CHR g CH 2 0) x R f , (CH 2 N (E 1 )) x R f , (CH 2 CH 2 N (E 1 )) x R f , halogen, trifluoromethyl, nitro, acyl or cyano, where R f , E 1 , E 2 and E 3 each have the same or different radicals selected from hydrogen, alkyl, Mean cycloalkyl or aryl,
R9 für Wasserstoff, Methyl oder Ethyl steht, M+ für ein Kation steht,R 9 represents hydrogen, methyl or ethyl, M + represents a cation,
X" für ein Anion steht, und x für eine ganze Zahl von 1 bis 120 steht, oder R5 und/oder R7 zusammen mit zwei benachbarten Kohlenstoffatomen des Benzolkerns, an den sie gebunden sind, für ein kondensiertes Ringsystem, mit 1 , 2 oder 3 weiteren Ringen stehen.X "stands for an anion and x stands for an integer from 1 to 120, or R 5 and / or R 7 together with two adjacent carbon atoms of the benzene nucleus to which they are attached represent a condensed ring system with 1, 2 or 3 further rings.
Solche Liganden sind Gegenstand von WO 02/083695, auf die hiermit in vollem Umfang Bezug genommen wird und wo auch die Herstellung dieser Liganden beschrieben wird. Bevorzugte Liganden aus dieser Klasse sind z.B. die folgenden Verbindungen, wobei diese Aufzählung lediglich der Veranschaulichung dient und keinen einschränkenden Charakter bezüglich der anwendbaren Liganden hat.Such ligands are the subject of WO 02/083695, to which reference is hereby made in full and where the preparation of these ligands is also described. Preferred ligands from this class are e.g. the following compounds, this list is for illustrative purposes only and is not restrictive with regard to the ligands which can be used.
10 10
10 10
10 10
2525
Et: Ethyl Me: MethylEt: Ethyl Me: Methyl
Weiterhin geeignete Phosphoriiganden sind Diphosphane und Diphosphinite wie sie beispielsweise in der WO 01/58589 beschrieben sind. Beispielhaft seien die folgenden Diphosphane bzw. Diphosphinite genannt:Other suitable phosphori ligands are diphosphines and diphosphinites as described, for example, in WO 01/58589. The following diphosphines or diphosphinites are mentioned as examples:
58 59 60 58 59 60
Oct: Octyl Oct: octyl
61 62 63 61 62 63
64 64
Darüber hinaus eignen sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens Liganden, wie sie in der WO 95/30680 beschrieben sind, beispielsweise:In addition, ligands as described in WO 95/30680 are suitable in the process according to the invention, for example:
65 66 65 66
Weitere geeignete Phosphoramiditliganden für die Hydroformylierung mit Rhodiumkomplexkatalysatoren sind auch die Phosphoramiditliganden gemäß WO 98/19985 und WO 99/52632, mit 2,2'-Dihydroxy-1,1'-biphenylen- oder 2,2,-Dihydroxy-1,1'-binaph- thylen-Brückengruppen, die an das Phosphoratom über das Stickstoffatom verknüpfte Heteroarylgruppen, wie Pyrrolyl- oder Indolyl-Gruppen, tragen, beispielsweise die Liganden: Other suitable phosphoramidite ligands for hydroformylation with rhodium complex catalysts are also the phosphoramidite ligands according to WO 98/19985 and WO 99/52632, with 2,2'-dihydroxy-1,1'-biphenylene or 2,2 , -dihydroxy-1,1 ' -binaphthylene bridging groups which carry heteroaryl groups linked to the phosphorus atom via the nitrogen atom, such as pyrrolyl or indolyl groups, for example the ligands:
1010
Die 1,1'-Biphenylen- bzw. 1,1'-Binaphthylenbrückengruppen dieser Liganden können über die 1,1-Position noch durch eine Methylen- (CH2-), eine 1,1-Ethylen- (CH3-CH<) oder eine 1,1-Propylengruppe (CH3-CH2-HC<) verbrückt sein.The 1,1'-biphenylene or 1,1'-binaphthylene bridging groups of these ligands can also be linked via the 1,1-position by a methylene (CH 2 -), a 1,1-ethylene (CH 3 -CH < ) or a 1,1-propylene group (CH 3 -CH 2 -HC <).
Geeignete Phosphinitliganden für die Hydroformylierung mit Rhodiumkomplexkatalysatoren sind u.a. auch die in WO 98/19985 beschriebenen Liganden, beispielsweiseSuitable phosphinite ligands for hydroformylation with rhodium complex catalysts include also the ligands described in WO 98/19985, for example
Geeignet als Liganden für die Hydroformylierung mit Rhodiumkomplexkatalysatoren sind auch Phosphit- und Phosphonit-Liganden, wie sie beispielsweise in WO 01/58589 beschrieben werden. Lediglich zur Erläuterung seien beispielhaft die folgenden Liganden genannt:Also suitable as ligands for the hydroformylation with rhodium complex catalysts are phosphite and phosphonite ligands, as are described, for example, in WO 01/58589. The following ligands may be mentioned by way of example only:
Gut geeignet als Liganden für die Hydroformylierung mit Rhodiumkomplexkatalysatoren sind auch Phosphinliganden mit dem Xanthenyl-bis-phosphoxanthenyl-Gerüst, wie sie beispielsweise in WO 02/068371 und EP-A 982314 beschrieben werden. Lediglich zur Veranschaulichung sind im folgenden einige dieser Liganden exemplarisch aufge- fuh:..Also suitable as ligands for the hydroformylation with rhodium complex catalysts are phosphine ligands with the xanthenyl-bis-phosphoxanthenyl skeleton, as described, for example, in WO 02/068371 and EP-A 982314. Some of these ligands are listed below by way of illustration only: ..
Geeignete Chelatphosphitlliganden für die Hydroformylierung mit Rhodiumkomplexka- talysatoren dieser Liganden sind z.B. solche der allgemeinen Formel II, III und IVSuitable chelate phosphite ligands for the hydroformylation with rhodium complex catalysts of these ligands are e.g. those of the general formulas II, III and IV
in denen G eine substituierte oder unsubstituierte zweiwertige organische Brückengruppe mit 2 bis 40 Kohlenstoffatomen ist, M für eine zweiwertige Brückengruppe steht, ausgewählt aus -C(RW)2-, -O-, -S-, NRV, Si(Rl)2- und -CO-, worin die Gruppen Rv gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff, eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Phenyl-, Tolyl- und Anisyl-Gruppen stehen, die Gruppen Rv Wasserstoff oder eine substituierte oder unsubstituierte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, die Gruppen Rl gleich oder verschieden sind und fürWas- serstoff oder die Methylgruppe stehen, m die Zahl 0 oder 1 bedeutet, die Gruppen gleich oder verschieden sind und für eine unsubstituierte oder substituierte Arylgruppe stehen, der Index k einen Wert von 0 oder 1 h«Tι, die Gruppen Rx gleich oder verschieden sind und für unsubstituierte oder substituiere einwertige Alkyl- oder Arylgruppen stehen und Rγ ein zweiwertiger organischer Rest ist, ausgewählt aus unsubstituierten oder substituierten Alkylen-, Arylen-, Arylen-alkylen-arylen und Bis-arylen-Gruppen. Lediglich zur Veranschaulichung jedoch ohne beschränkenden Charakter seien beispielhaft die folgenden im erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Che- latphosphit-Liganden genannt:in which G is a substituted or unsubstituted divalent organic bridging group with 2 to 40 carbon atoms, M represents a divalent bridging group selected from -C (R W ) 2 -, -O-, -S-, NR V , Si (R l ) 2 - and -CO-, where the groups R v are the same or different and represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a phenyl, tolyl and anisyl groups, the groups R v are hydrogen or a substituted or is an unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, the groups R 1 are identical or different and represent hydrogen or the methyl group, m is the number 0 or 1, the groups are identical or different and represent an unsubstituted or substituted aryl group, the Index k has a value of 0 or 1 h, the groups R x are identical or different and represent unsubstituted or substituted monovalent alkyl or aryl groups and R γ is a divalent organic radical , selected from unsubstituted or substituted alkylene, arylene, arylene-alkylene-arylene and bis-arylene groups. The following chelphosphite ligands which can be used in the process according to the invention may be mentioned by way of example only, for the purpose of illustration but not by way of limitation:
Solche und andere Bisphosphit-Chelatliganden sind Gegenstand von EP-A 213369 und US-A 4769 498 und ihre Herstellung wird dort beschrieben.Such and other bisphosphite chelate ligands are the subject of EP-A 213369 and US-A 4769 498 and their preparation is described there.
Anstelle der vorstehend genannten Bisphosphit-Chelatliganden können im erfindungsgemäßen Verfahren auch einzähnige Monophosphit-Liganden der allgemeinen Formel V P (ORs) (ORτ) (ORu) VInstead of the bisphosphite chelate ligands mentioned above, monodentate monophosphite ligands of the general formula VP (OR s ) (OR τ ) (OR u ) V
zur Komplexierung des Rhodium-Hydroformylierungskatalysators und als freier Ligand verwendet werden. Die Eignung solcher Liganden und deren Komplexen mit Rhodium als Katalysatoren für die Hydroformylierung ist bekannt. In den Monophosphit-Liganden der allgemeinen Formel V stehen die Reste Rs, Rτ und Ru unabhängig voneinander für gleiche oder verschiedene organische Gruppen mit im Aligemeinen 1 bis 30, vorzugsweise 5 bis 30 Kohlenstoffatomen, beispielsweise substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl-, Arylalkyl-, Cycloalkyl- und/oder Heteroarylgruppen. Wegen ihrer erhöhten Hydrolyse- und Abbaustabillität werden hierfür insbesondere sterisch gehinderte Monophosphit-Liganden bevorzugt, wie sie beispielsweise in EP-A 155 508 beschrieben sind. Lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung seien beispielhaft die folgenden Monophosphit-Ligandstrukturen genannt:can be used to complex the rhodium hydroformylation catalyst and as a free ligand. The suitability of such ligands and their complexes with rhodium as catalysts for the hydroformylation is known. In the monophosphite ligands of the general formula V, the radicals R s , R τ and R u independently of one another represent identical or different organic groups with generally 1 to 30, preferably 5 to 30 carbon atoms, for example substituted or unsubstituted alkyl, aryl, , Arylalkyl, cycloalkyl and / or heteroaryl groups. Because of their increased hydrolysis and degradation stability, sterically hindered monophosphite ligands such as are described, for example, in EP-A 155 508 are preferred for this purpose. The following monophosphite ligand structures are mentioned by way of example only for the purpose of illustration:
Bekannte Liganden zur Hydroformylierung mit Rhodiumkomplexkatalysatoren sind auch solche zweizähnigen Liganden die im Ligandmolekül neben einer Phosphitgruppe noch eine Phosphinit- oder Phosphingruppe tragen. Solche Liganden werden u.a. in WO 99/50214 beschrieben. Lediglich zur Erläuterung seien im Folgenden einige solcher Liganden exemplarisch aufgeführt:Known ligands for hydroformylation with rhodium complex catalysts are also such bidentate ligands which, in addition to a phosphite group, also carry a phosphinite or phosphine group in the ligand molecule. Such ligands include described in WO 99/50214. Some such ligands are listed below by way of example only:
10 10
Bu': tertiär Butyl Ph: PhenylBu ': tertiary butyl Ph: phenyl
Im Allgemeinen werden unter Hydroformylierungsbedingungen aus den jeweils einge- setzten Katalysatoren oder Katalysatorvorstufen katalytisch aktive Spezies der allgemeinen Formel HgZd(CO)βGf gebildet, worin Z für ein Metall der VIII. Nebengruppe, G für einen Phosphor-, Arsen- oder Antimon-haltigen Liganden, beispielsweise für einen der wie vorstehend beschriebenen Phosphor-haltigen Liganden und d, e, f, g für natürliche Zahlen, abhängig von der Wertigkeit und Art des Metalls sowie der Bindigkeit des Liganden G, stehen. Vorzugsweise stehen e und f unabhängig voneinander mindestens für einen Wert von 1 , wie z.B. 1 , 2 oder 3. Die Summe aus e und f steht bevorzugt für einen Wert von 2 bis 5. Dabei können die Komplexe des Metalls Z mit den erfindungsgemäß eingesetzten Liganden G gewünschtenfalls zusätzlich noch mindestens einen weiteren nicht erfindungsgemäß verwendeten Liganden, z.B. aus der Klasse der Triarylphosphine, insbesondere Triphenylphosphin, Triarylphosphite, Triarylphosphini- te, Triarylphosphonite, Phosphabenzole, Trialkylphosphine oder Phosphametallocene enthalten. Derlei Komplexe des Metalls Z mit erfindungsgemäß verwendeten und nicht- erfindungsgemäß verwendeten Liganden bilden sich z. B. in einer Gleichgewichtsreak- tion nach Zusatz eines Liganden zu einem Komplex der allgemeinen Formel HgZa(CO)sGf.In general, under hydroformylation conditions, catalytically active species of the general formula H g Z d (CO) β G f are formed from the catalysts or catalyst precursors used in each case, in which Z represents a metal of subgroup VIII, G represents a phosphorus or arsenic group. or antimony-containing ligands, for example for one of the phosphorus-containing ligands as described above and d, e, f, g for natural numbers, depending on the valence and type of the metal and the binding force of the ligand G. Preferably, e and f independently of one another have a value of 1, for example 1, 2 or 3. The sum of e and f preferably has a value of 2 to 5. The complexes of metal Z with the ligands used according to the invention can If desired, G additionally contain at least one further ligand not used according to the invention, for example from the class of the triarylphosphines, in particular triphenylphosphine, triarylphosphites, triarylphosphinites, triarylphosphonites, phosphabenzenes, trialkylphosphines or phosphametalocenes. Such complexes of the metal Z with ligands used according to the invention and not used according to the invention form z. B. in an equilibrium reaction tion after adding a ligand to a complex of the general formula H g Z a (CO) s G f .
Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden die Hydroformylierungskatalysatoren in situ, in dem für die Hydroformylierungsreaktion eingesetzten Reaktor, hergestellt. Gewünschtenfalls können die Katalysatoren des erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch auch separat hergestellt und nach üblichen Verfahren isoliert werden. Zur in situ- Herstellung der Katalysatoren kann man wenigstens eine Verbindung der allgemeinen Formel I bis V, eine Verbindung oder einen Komplex eines Metalls der VIII. Neben- gruppe, gewünschtenfalls einen oder mehrere weitere zusätzliche Liganden und gegebenenfalls ein Aktivierungsmittel in einem inerten Lösungsmittel unter den Hydroformy- lierungsbedingungen umsetzen.According to a preferred embodiment, the hydroformylation catalysts are prepared in situ in the reactor used for the hydroformylation reaction. If desired, however, the catalysts of the process according to the invention can also be prepared separately and isolated by customary processes. To prepare the catalysts in situ, at least one compound of the general formula I to V, a compound or a complex of a metal from subgroup VIII, if desired one or more additional ligands and, if appropriate, an activating agent in an inert solvent can be used Implement hydroformylation conditions.
Geeignete Rhodiumverbindungen oder -komplexe sind z. B. Rhodium(ll)- und Rhodi- um(lll)-salze, wie Rhodium(lll)-chlorid, Rhodium(lll)-nitrat, Rhodium(lll)-sulfat, Kalium- Rhodiumsulfat, Rhodium(ll)- bzw. Rhodium(lll)-carboxylat, Rhodium(ll)- und Rhodi- um(lll)-acetat, Rhodiιιm(lll)-oxid, Salze der Rfιodium(lll)- säure, Trisammoniumhe- xachlororhodat(lll) etc. Weiterhin eignen siφ (Rhodiumkomplexe, wie Rhodiumbiscar- bonylacetylacetonat, Acetylacetonatobiseth*&3nrhodium(l) etc. Vorzugsweise werden Rhodiumbiscarbonylacetylacetonat oder Rhodiumacetat eingesetzt.Suitable rhodium compounds or complexes are e.g. B. rhodium (ll) - and rhodium (III) salts, such as rhodium (III) chloride, rhodium (III) nitrate, rhodium (III) sulfate, potassium rhodium sulfate, rhodium (II) - or Rhodium (III) carboxylate, rhodium (II) and rhodium (III) acetate, rhodium (III) oxide, salts of Rfιodium (III) acid, trisammonium hexachlororhodate (III) etc. Furthermore, siφ ( Rhodium complexes such as rhodium biscarbonylacetylacetonate, acetylacetonatobiseth * & 3nrhodium (l) etc. Rhodium biscarbonylacetylacetonate or rhodium acetate are preferably used.
Ebenfalls geeignet sind Rutheniumsalze oder -Verbindungen. Geeignete Rutheniumsalze sind beispielsweise Ruthenium(lll)chlorid, Ruthenium(IV)-, Ruthenium(VI)- oder Ruthenium(VIII)oxid, Alkalisalze der Rutheniumsauerstoffsäuren wie K2Ru04 oder KRu04 oder Komplexverbindungen, wie z. B. RuHCI(CO)(PPh3)3. Auch können die Metallcarbonyle des Rutheniums wie Trisrutheniumdodecacarbonyl oder Hexarutheni- umoctadecacarbonyl, oder Mischformen, in denen CO teilweise durch Liganden der Formel P 3 ersetzt sind, wie Ru(CO)3(PPh3)2, im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.Ruthenium salts or compounds are also suitable. Suitable ruthenium salts are, for example, ruthenium (III) chloride, ruthenium (IV), ruthenium (VI) or ruthenium (VIII) oxide, alkali metal salts of ruthenium oxygen acids such as K 2 Ru0 4 or KRu0 4 or complex compounds, such as, for. B. RuHCI (CO) (PPh 3 ) 3 . The metal carbonyls of ruthenium, such as trisruthenium dodecacarbonyl or hexaruthenium octadecacarbonyl, or mixed forms in which CO is partly replaced by ligands of the formula P 3 , such as Ru (CO) 3 (PPh 3 ) 2 , can also be used in the process according to the invention.
Geeignete Kobaltverbindungen sind beispielsweise Kobalt(ll)chlorid, Kobalt(ll)sulfat, Kobalt(ll)carbonat, Kobalt(ll)nitrat, deren Amin- oder Hydratkomplexe, Kobaltcarboxyla- te, wie Kobaltacetat, Kobaltethylhexanoat sowie Kobaltnaphthenoat. Auch hier können die Carbonylkomplexe des Kobalts wie Dikobaltoctacarbonyl, Tetrakobaltdodecacarbo- nyl und Hexakobalthexadecacarbonyl eingesetzt werden.Suitable cobalt compounds are, for example, cobalt (II) chloride, cobalt (II) sulfate, cobalt (II) carbonate, cobalt (II) nitrate, their amine or hydrate complexes, cobalt carboxylates, such as cobalt acetate, cobalt ethyl hexanoate and cobalt naphthenoate. Here too, the carbonyl complexes of cobalt such as dicobalt octacarbonyl, tetrakobalt dodecacarbonyl and hexacobalt hexadecacarbonyl can be used.
Die genannten und weitere geeignete Verbindungen des Kobalts, Rhodiums, Rutheniums und Iridiums sind bekannt, kommerziell erhältlich oder ihre Herstellung ist in der Literatur hinreichend beschrieben oder sie können vom Fachmann analog zu den be- reits bekannten Verbindungen hergestellt werden. Geeignete Metalle der VIII. Nebengruppe sind insbesondere Kobalt und Rhodium, besonders bevorzugt ist Rhodium.The above-mentioned and other suitable compounds of cobalt, rhodium, ruthenium and iridium are known, commercially available, or their preparation is adequately described in the literature, or they can be prepared by a person skilled in the art analogously to the compounds already known. Suitable metals of subgroup VIII are in particular cobalt and rhodium, and rhodium is particularly preferred.
Als Lösungsmittel werden vorzugsweise die Aldehyde eingesetzt, die bei der Hydro- . formylierung der jeweiligen Olefine entstehen, sowie deren höher siedende Folgereaktionsprodukte, z. B. die Produkte der Aldolkondensation. Ebenfalls geeignete Lösungsmittel sind Aromaten, wie Toluol und Xylole, Kohlenwasserstoffe oder Gemische von Kohlenwasserstoffen, auch zum Verdünnen der oben genannten Aldehyde und der Folgeprodukte der Aldehyde. Weitere Lösungsmittel sind Ester aliphatischer Carbon- säuren mit Alkanolen, beispielsweise Essigester oder Texanol®, Ether wie tert- Butylmethylether und Tetrahydrofuran. Bei ausreichend hydrophilisierten Liganden können auch Alkohole, wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, Ketone, wie Aceton und Methylethylketon etc., eingesetzt werden. Ferner können als Lösungsmittel auch sogenannte "Ionische Flüssigkeiten" verwendet wer- den. Hierbei handelt es sich um flüssige Salze, beispielsweise um N,N'-Di- alkylimidazoliumsalze wie die N-Butyl-N'-methylimidazoliumsalze, Tetraalkylammoni- umsalze wie die Tetra-n-butylammoniumsalze, N-Alkylpyridiniumsalze wie die n-Butylpyrid'nJumsalze, Tetraalβ Iphosphoniumsalze wie die Trishexyl(tetradecyl)phos- phoniumsalz , z. B. die Tetraflü^oborate, Acetate, Tetrachloroaluminate, Hexafluo- rophosphate, Chloride und Tosylate.The aldehydes used in the hydro-. Formylation of the respective olefins arise, as well as their higher-boiling secondary reaction products, for. B. the products of aldol condensation. Likewise suitable solvents are aromatics, such as toluene and xylenes, hydrocarbons or mixtures of hydrocarbons, also for diluting the above-mentioned aldehydes and the secondary products of the aldehydes. Other solvents are esters of aliphatic carboxylic acids with alkanols, for example Essigester or Texanol ®, ethers such as tert-butyl methyl ether and tetrahydrofuran. If the ligands are sufficiently hydrophilized, alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone etc. can also be used. So-called "ionic liquids" can also be used as solvents. These are liquid salts, for example N, N'-dialkylimidazolium salts such as the N-butyl-N'-methylimidazolium salts, tetraalkylammonium salts such as the tetra-n-butylammonium salts, N-alkylpyridinium salts such as the n-butylpyrid'nJum salts , Tetraalβ Iphosphonium salts such as the trishexyl (tetradecyl) phosphonium salt, z. B. the Tetraflü ^ oborate, acetates, tetrachloroaluminates, hexafluorophosphates, chlorides and tosylates.
Weiterhin ist es möglich die Umsetzungen auch in Wasser oder wässrigen Lösungsmittelsystemen, die neben Wasser ein mit Wasser mischbares Lösungsmittel, beispielsweise einen Alkohol wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobu- tanol, ein Keton wie Aceton und Methylethylketon oder ein anderes Lösungsmittel enthalten. Zu diesem Zweck setzt man Liganden der Formel I bzw. II ein, die mit polaren Gruppen, beispielsweise ionischen Gruppen wie S03M, C02M mit M = Na, K oder NhU oder wie N(CH3)4 + modifiziert sind. Die Umsetzungen erfolgen dann im Sinne einer Zweiphasenkatalyse, wobei der Katalysator sich in der wässrigen Phase befindet und Einsatzstoffe und Produkte die organische Phase bilden. Auch die Umsetzung in den "Ionischen Flüssigkeiten" kann als Zweiphasenkatalyse ausgestaltet sein.It is also possible to carry out the reactions in water or aqueous solvent systems which, in addition to water, contain a water-miscible solvent, for example an alcohol such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, a ketone such as acetone and methyl ethyl ketone or contain another solvent. For this purpose, ligands of the formula I or II are used which are modified with polar groups, for example ionic groups such as S0 3 M, C0 2 M with M = Na, K or NhU or like N (CH 3 ) 4 + . The reactions then take the form of two-phase catalysis, the catalyst being in the aqueous phase and feedstocks and products forming the organic phase. The implementation in the "ionic liquids" can also be designed as a two-phase catalysis.
Bevorzugt ist ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Hydroformylie- rungskatalysator in situ hergestellt wird, wobei man mindestens einen der wie vorste- hend beschriebenen Liganden, eine Verbindung oder einen Komplex eines Metalls der VIII. Nebengruppe und gegebenenfalls ein Aktivierungsmittel in einem inerten Lösungsmittel unter den Hydroformylierungsbedingungen zur Reaktion bringt. Gewünschtenfalls können die Ligand-Metall-Komplexe jedoch auch separat hergestellt und nach üblichen Verfahren isoliert werden.A process is preferred which is characterized in that the hydroformylation catalyst is prepared in situ, using at least one of the ligands as described above, a compound or a complex of a metal from subgroup VIII and, if appropriate, an activating agent in an inert Solvent under the hydroformylation conditions to react. If desired, however, the ligand-metal complexes can also be prepared separately and isolated by customary methods.
Die Hydroformylierungsreaktion kann kontinuierlich, semikontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Geeignete Reaktoren für die kontinuierliche Umsetzung sind dem Fachmann bekannt und werden z. B. in Ulimanns Encyklopädie der technischen Chemie, Bd. 1, 3. Aufl., 1951, S. 743 ff. beschrieben.The hydroformylation reaction can be carried out continuously, semi-continuously or batchwise. Suitable reactors for the continuous reaction are known to the person skilled in the art and are described, for. B. in Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 1, 3rd Edition, 1951, pp. 743 ff.
Geeignete druckfeste Reaktoren sind dem Fachmann ebenfalls bekannt und werden z. B. in Ulimanns Encyklopädie der technischen Chemie, Bd. 1, 3. Auflage, 1951, S. 769 ff. beschrieben. Im Allgemeinen wird bei diskontinuierlicher Betriebsweise für das erfin- dungsgemäße Verfahren ein Autoklav verwendet, der gewünschtenfalls mit einer Rührvorrichtung und einer Innenauskleidung versehen sein kann.Suitable pressure-resistant reactors are also known to the person skilled in the art and are described, for. B. in Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 1, 3rd Edition, 1951, pp. 769 ff. In general, an autoclave is used in the discontinuous mode of operation for the method according to the invention, which, if desired, can be provided with a stirring device and an inner lining.
Die Zusammensetzung des im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Synthesegases aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff kann in weiten Bereichen variieren. Das molare Verhältnis von Kohlenmonoxid und Wasserstoff beträgt in der Regel etwa 5:95 bis 70:30, bevorzugt etwa 40:60 bis 60:40.The composition of the synthesis gas of carbon monoxide and hydrogen used in the process according to the invention can vary within wide ranges. The molar ratio of carbon monoxide and hydrogen is usually about 5:95 to 70:30, preferably about 40:60 to 60:40.
Die Temperatur bei der Hydroformylierungsreaktion liegt im Allgemeinen in einem Be- X. reich von etwa 20 bis 180°C, bevorzugt etwa 40 bis 140°C, insbesondere etwa 50 bis 5"120oC. Die Reaktion wird in der Regel bei dem Partialdruck des Reaktionsgases bei der gewählten Reaktionstemperatur durchgeführt. Im Allgemeinen liegt der Druck in einem Bereich von etwa 1 bis 700 bar, bevorzugt 1 bis 600 bar, insbesondere 1 bis 300 bar. Der Reaktionsdruck kann in Abhängigkeit von der Aktivität des eingesetzten Hydroformylierungskatalysators variiert werden. Im Allgemeinen erlauben die Katalysatoren auf Basis von Phosphor-, Arsen- oder Antimon-haltigen Pnicogenchelat- Verbindungen eine Umsetzung in einem Bereich niedriger Drücke, wie etwa im Bereich von 1 bis 100 bar, bevorzugt 5 bis 50 bar.The temperature in the hydroformylation reaction is generally in a range from about 20 to 180.degree. C., preferably about 40 to 140.degree. C., in particular about 50 to 5.degree. 120.degree. C. The reaction is usually carried out at the Partial pressure of the reaction gas is carried out at the selected reaction temperature. The pressure is generally in a range from about 1 to 700 bar, preferably 1 to 600 bar, in particular 1 to 300 bar. The reaction pressure can be varied depending on the activity of the hydroformylation catalyst used. In general, the catalysts based on phosphorus, arsenic or antimony-containing pnicogen chelate compounds allow reaction in a range of low pressures, such as in the range from 1 to 100 bar, preferably 5 to 50 bar.
Das Molmengenverhältnis der bzw. des gewählten Liganden zum Metall der VIII. Nebengruppe im Hydroformylierungsmedium liegt im Allgemeinen in einem Bereich von etwa 1:1 bis 1000:1, vorzugsweise von 1:1 bis 100:1, insbesondere von 1:1 bis 50:1 und ganz besonders bevorzugt 1:1 bis 20:1.The molar ratio of the ligand (s) selected to the metal of subgroup VIII in the hydroformylation medium is generally in a range from about 1: 1 to 1000: 1, preferably from 1: 1 to 100: 1, in particular from 1: 1 to 50: 1 and very particularly preferably 1: 1 to 20: 1.
Üblicherweise liegt das molare Verhältnis von Metall der VIII. Nebengruppe zu Substrat unter 1 mol-%, vorzugsweise unter 0,5 mol-% und insbesondere unter 0,1 mol-% und ganz besonders bevorzugt unter 0,05 mol-%.The molar ratio of metal from subgroup VIII to substrate is usually below 1 mol%, preferably below 0.5 mol% and in particular below 0.1 mol% and very particularly preferably below 0.05 mol%.
Die Hydroformylierungskatalysatoren lassen sich nach üblichen, dem Fachmann bekannten Verfahren vom Austrag der Hydroformylierungsreaktion abtrennen und können im Allgemeinen erneut für die Hydroformylierung eingesetzt werden.The hydroformylation catalysts can be separated from the discharge of the hydroformylation reaction by customary processes known to those skilled in the art and can generally be used again for the hydroformylation.
Die zuvor beschriebenen Katalysatoren können auch in geeigneter Weise, z. B. durch Anbindung über als Ankergruppen geeignete funktioneile Gruppen, Adsorption, Pfrop- fung, etc. an einen geeigneten Träger, z. B. aus Glas, Kieselgel, Kunstharzen etc., immobilisiert werden. Sie eignen sich dann auch für einen Einsatz als Festphasenkatalysatoren.The catalysts described above can also be suitably, e.g. B. by connection via functional groups suitable as anchor groups, adsorption, grafting fung, etc. to a suitable carrier, e.g. B. made of glass, silica gel, synthetic resins, etc., immobilized. They are then also suitable for use as solid-phase catalysts.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die Herstellung von Dialde- hyden. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Herstellung der Dialdehyde diskontinuierlich. Diskontinuierliche Hydroformylierungsverfahren sind dem Fachmann prinzipiell bekannt. Nach beendeter Umsetzung entspannt man in der Regel zunächst den Reaktor. Das dabei freigesetzte Synthesegas und gegebenenfalls nicht umgesetz- te, ungesättigte Verbindungen können - gegebenenfalls nach Aufarbeitung - ganz oder teilweise erneut eingesetzt werden. Der übrige Reaktorinhalt besteht im Wesentlichen aus Dialdehyd, hochsiedenden Nebenprodukten (im Folgenden auch als Hochsieder bezeichnet) und Katalysator. Zur Aufarbeitung kann der Reaktorinhalt einer ein- oder mehrstufigen Auftrennung unterworfen werden, wobei man zumindest eine an Dialde- hyd angereicherte Fraktion erhält. Die Auftrennung in eine an Dialdehyd angereicherte Fraktion kann auf verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise durch Destillation, Kristallisation oder Membramfiltration, vorzugsweise durch Destillation. In einer insbesondere bevorzugten Ausgestaltung des diskontinuierlichen Verfahrens verwendet ηan einen Reaktor mit aufgesetzter Destillationskolonne, so dass die Destillation dirς έ aus dem Reaktor erfolgen kann. Die Destillationskolonne ist gegebenenfalls mit Rektifikationsböden versehen, um eine möglichst gute Trennleistung zu erzielen. Die Destillation kann bei Normaldruck oder bei vermindertem Druck erfolgen. Am Kopf oder im oberen Bereich der Kolonne kann man die an Dialdehyd angereicherte Fraktion isolieren, wobei im Sumpf oder im unteren Bereich der Kolonne wenigstens eine an Dialdehyd ab- gereicherte Fraktion isoliert werden kann. Geeignete Kolonnen, Temperatur- undOne embodiment of the present invention relates to the production of dialdehydes. In a preferred embodiment, the dialdehydes are produced batchwise. Discontinuous hydroformylation processes are known in principle to the person skilled in the art. When the reaction has ended, the reactor is generally first let down. The synthesis gas released and any unreacted unsaturated compounds can be reused in whole or in part, if necessary after working up. The rest of the reactor consists essentially of dialdehyde, high-boiling by-products (hereinafter also referred to as high boilers) and catalyst. For the work-up, the reactor contents can be subjected to a one- or multi-stage separation, at least one fraction being enriched in dialdehyde being obtained. The separation into a fraction enriched in dialdehyde can be carried out in various ways, for example by distillation, crystallization or membrane filtration, preferably by distillation. In a particularly preferred embodiment of the batch process, ηan uses a reactor with a distillation column attached, so that the distillation can be carried out from the reactor. The distillation column is optionally provided with rectification trays in order to achieve the best possible separation performance. The distillation can be carried out at normal pressure or at reduced pressure. The fraction enriched in dialdehyde can be isolated at the top or in the upper region of the column, it being possible to isolate at least one fraction depleted in dialdehyde in the bottom or in the lower region of the column. Suitable columns, temperature and
Druckparameter sind dem Fachmann bekannt. Die an Dialdehyd angereicherte Fraktion kann gegebenenfalls einem weiteren Reinigungsschritt unterzogen werden. Die an Dialdehyd abgereicherte Fraktion enthält im Wesentlichen Hochsieder sowie den Katalysator. Der Katalysator lässt sich nach üblichen, dem Fachmann bekannten Verfahren abtrennen und kann im Allgemeinen - gegebenenfalls nach Aufarbeitung - erneut in einer eiteren Hydroformylierung eingesetzt werden.Printing parameters are known to the person skilled in the art. The fraction enriched in dialdehyde can optionally be subjected to a further purification step. The fraction depleted in dialdehyde essentially contains high boilers and the catalyst. The catalyst can be separated off by customary processes known to the person skilled in the art and can in general - if appropriate after working up - be used again in a further hydroformylation.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Herstellung der Dialdehyde kontinuierlich. Bei der kontinuierlichen Verfahrensführung unterwirft man eine ungesät- tigte Verbindung in einer oder mehreren Reaktionszonen der Hydroformylierung. Man entnimmt aus der Reaktionszone einen Austrag, der in der Regel zunächst entspannt wird. Dabei werden nicht umgesetztes Synthesegas sowie ungesättigte Verbindungen freigesetzt, die in der Regel - gegebenenfalls nach Aufarbeitung- in die Reaktionszone zurückgeführt werden. Die Auftrennung des verbleibenden Austrages in eine an Dial- dehyd angereicherte Fraktion kann mittels üblicher, aus dem Stand der Technik bekannter Maßnahmen erfolgen, wie beispielsweise durch Destillation, Kristallisation oder Membranfiltration. Geeignete Destillationsanlagen sind dem Fachmann bekannt. Des Weiteren sind auch Dünnschichtverdampfer geeignet. Bei der destillativen Auftrennung entnimmt man aus dem Sumpf oder aus dem unteren Bereich der Kolonne eine im Wesentlichen aus Hochsiedern und Katalysator bestehende Fraktion, die direkt in die Reaktionszone zurückgeführt werden kann. Vorzugsweise schleust man die Hochsie- der jedoch zuvor ganz oder teilweise vor der Rückführung aus und führt den Katalysator - gegebenenfalls nach Aufarbeitung - in die Reaktionszone zurück. Am Kopf oder im oberen Bereich der Kolonne entnimmt man wenigstens eine an Dialdehyd angereicherte Fraktion, die gegebenenfalls auch ungesättigten Monoaldehyd enthält. Zweckmäßigerweise unterzieht man die an Dialdehyd angereicherte, noch ungesättigten Monoal- dehyd enthaltene Fraktion wenigstens einer weiteren Auftrennung, wobei man wenigstens eine an ungesättigtem Monoaldehyd angereicherte Fraktion und eine an Dialdehyd angereicherte Fraktion erhält. Die an ungesättigtem Monoaldehyd angereicherte Phase wird in die Reaktionszone zurückgeführt und die an Dialdehyd angereicherte Phase wird aufgearbeitet.In a further preferred embodiment, the dialdehydes are prepared continuously. In the continuous process, an unsaturated compound is subjected to hydroformylation in one or more reaction zones. A discharge is withdrawn from the reaction zone, which is generally first depressurized. This releases unreacted synthesis gas and unsaturated compounds which are generally returned to the reaction zone, if appropriate after working up. The remaining discharge can be separated into a fraction enriched in dialdehyde by means of customary measures known from the prior art, for example by distillation, crystallization or membrane filtration. Suitable distillation plants are known to the person skilled in the art. Of Thin-film evaporators are also suitable. In the separation by distillation, a fraction consisting essentially of high boilers and catalyst is removed from the bottom or from the lower region of the column and can be returned directly to the reaction zone. However, the high boilers are preferably discharged beforehand in whole or in part before recycling and the catalyst is returned to the reaction zone, if appropriate after working up. At least one fraction enriched in dialdehyde, which optionally also contains unsaturated monoaldehyde, is removed from the top or in the upper region of the column. Expediently, the fraction still containing unsaturated monoaldehyde enriched in dialdehyde is subjected to at least one further separation, at least one fraction enriched in unsaturated monoaldehyde and one fraction enriched in dialdehyde being obtained. The phase enriched in unsaturated monoaldehyde is returned to the reaction zone and the phase enriched in dialdehyde is worked up.
In einer bevorzugten Ausführungsform können interne Doppelbindungen enthaltendes Diolefin oder Gemische von Diolefinen, die Diolefin mit internen Doppelbindungen enthalten umgesetzt werden. Die Umsetzung kann beispielsweise wie folgt durchgeführt ^ werden: eIn a preferred embodiment, diolefin containing internal double bonds or mixtures of diolefins which contain diolefin with internal double bonds can be reacted. The implementation can be carried out, for example, as follows: e
Bei Diolefinen, die neben terminalen internen Doppelbindungen enthalten, ist es vorteilhaft, die Reaktion unter Bedingungen zu führen, bei denen zunächst bevorzugt die terminalen Doppelbindungen mit hoher n-Selektivität hydroformyliert und dann die internen Doppelbindungen unter sog. isomerisierenden Hydroformylierungsbedingungen zu Aldehyden mit hohem n-Anteil umgesetzt werden. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Gemische von 1 ,7-Octadien mit mindestens einem weiteren Diolefin mit jeweils mindestens einer weiteren internen Doppelbindung mit gutem Erfolg zum entsprechenden terminalen Dialdehyd hydroformylieren. Beispielhaft hierfür sei die Umsetzung von 1 ,7-Octadien genannt, das mit 1 ,6-Octadien verunreinigt ist, wie es bei- spielsweise im Rahmen der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Metathesereaktion anfallen kann, wenn entsprechende Bedingungen gewählt werden. Ein derartiges Hydroformylierungs-Verfahren ist in der unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10349482.0 beschrieben, auf die in vollem Umfang Bezug genommen wird. Die Olefinzusammensetzung wird bevorzugt in der ersten Re- aktionszone bei einem Gesamtdruck von 10 bis 40 bar mit Synthesegas eines Koh- lenmonoxid:Wasserstoff-Moiverhältnisses von 4:1 bis 1:2 bis zu 40 bis 95 % bezogen auf Olefine mit terminalen Doppelbindungen umgesetzt und der Hydroformylierung- saustrag wird in einer oder mehreren nachfolgenden Reaktionszonen bei einem Gesamtdruck von 5 bis 30 bar mit Synthesegas eines Kohlenmonoxid:Wasserstoff- Molverhältnisses von 1 :1 bis 1 :1000 umgesetzt, wobei der Gesamtdruck in einer oder mehreren nachfolgenden Reaktionszonen bevorzugt jeweils geringer ist als in der vorausgehenden Reaktionszone. Dies kann vergleichbar bei einer diskontinuierlichen Fahrweise durch Umstellung der Reaktionsbedingungen nach gewünschtem Umsatz der terminalen Doppelbindungen realisiert werden.In the case of diolefins which contain, in addition to terminal internal double bonds, it is advantageous to carry out the reaction under conditions in which the terminal double bonds are preferentially hydroformylated with high n-selectivity and then the internal double bonds under so-called isomerizing hydroformylation conditions to give aldehydes with high n- Share to be implemented. In this way, for example, mixtures of 1,7-octadiene with at least one further diolefin, each with at least one further internal double bond, can be hydroformylated with good success to give the corresponding terminal dialdehyde. An example of this is the reaction of 1, 7-octadiene which is contaminated with 1, 6-octadiene, as can occur, for example, in the context of the metathesis reaction according to the invention described above if appropriate conditions are selected. Such a hydroformylation process is described in the unpublished German patent application with the file number 10349482.0, to which full reference is made. The olefin composition is preferably reacted in the first reaction zone at a total pressure of 10 to 40 bar with synthesis gas of a carbon monoxide: hydrogen moiety ratio of 4: 1 to 1: 2 up to 40 to 95% based on olefins with terminal double bonds the hydroformylation output is reacted in one or more subsequent reaction zones at a total pressure of 5 to 30 bar with synthesis gas of a carbon monoxide: hydrogen molar ratio of 1: 1 to 1: 1000, the total pressure in one or more subsequent reaction zones preferably being lower in each case than in the previous reaction zone. In a discontinuous procedure, this can be achieved by changing the reaction conditions according to the desired conversion of the terminal double bonds.
Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus die Verwendung von auf oben beschriebenem Wege hergestelltem 1,10-Dekandial zur Herstellung von gegebenenfalls olefinisch ungesättigtem 2,15-Hexadecandion sowie zur Herstellung von 3-Methyl- cyclopenta-decanon (Muscon) und/oder dessen teilhydrierter Analoga durch intramole- kulare Aldolreaktion von gegebenenfalls olefinisch ungesättigtem 2,15-Hexadecandion und gegebenenfalls anschließender Hydrierung.The present invention also relates to the use of 1,10-decanedial produced in the manner described above for the production of optionally olefinically unsaturated 2,15-hexadecanedione and for the production of 3-methylcyclopenta-decanone (Muscon) and / or its partially hydrogenated analogs by intramolecular aldol reaction of optionally olefinically unsaturated 2,15-hexadecanedione and optionally subsequent hydrogenation.
Bekanntlich ist es möglich, auf andere Weise hergestelltes 1,7-Octadien für die Hydroformylierung und Synthese von Muscon einzusetzen, beispielsweise 1,7-Octadien, das direkt aus Butadien durch Dimerisierung oder auf Umwegen über Octadienole und deren Derivate sowie über Cycloocten durch Pyrolyse hergestellt wurde. Allerdings müssen diese nicht erfindungsgemäß hergesellten Ausgangsstoffe aufwendig gereinigt werden, um Varunreinigungen wie z.B. konjugierte Diene und sauerstoffhaltige Verunreinigungen zu entfernen.As is known, it is possible to use 1,7-octadiene prepared in another way for the hydroformylation and synthesis of muscon, for example 1,7-octadiene which is prepared directly from butadiene by dimerization or by detours via octadienols and their derivatives and via cyclooctene through pyrolysis has been. However, these starting materials not produced according to the invention have to be laboriously cleaned in order to avoid var impurities such as e.g. to remove conjugated dienes and oxygen-containing impurities.
2,15-Hexadecandion und dessen olefinisch ungesättigte Analoga stellen wichtige Intermediate zur Synthese makrozyklischer Ketone, insbesondere zur Synthese des 3-Methylcyclopentadecanons (Muscon) der Formel VI, einem der wichtigsten Moschusriechstoffe, dar.2,15-hexadecanedione and its olefinically unsaturated analogues are important intermediates for the synthesis of macrocyclic ketones, in particular for the synthesis of 3-methylcyclopentadecanone (Muscon) of the formula VI, one of the most important musk fragrances.
Ein guter synthetischer Zugang zum 2,15-Hexadecandion oder dessen olefinisch ungesättigten Analoga ist demnach eine der Vorraussetzungen für eine wirtschaftlich zufriedenstellende und in technischem Maßstab durchführbare Synthese des Muscons oder seiner Analoga.A good synthetic access to the 2,15-hexadecanedione or its olefinically unsaturated analogues is therefore one of the prerequisites for an economically satisfactory and technically feasible synthesis of the muscle or its analogs.
Die DE-A 39 18015 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Muscon und offen- kettigte und teilweise olefinisch ungesättigte 2,15-Diketone als Zwischenprodukte für dieses Verfahren sowie deren Herstellung. Als Herstellmethoden für die gegebenen- falls olefinisch ungesättigten 2,15-Hexadecandione werden zwei Reaktionssequenzen offenbart: Zum einen wird 1,10-Dekandiol oxidativ zum 1,10-Dekandial dehydriert und dann mit einem geeigneten Wittig-Reagenz umgesetzt. Alternativ dazu lässt sich 1,6-Hexandiol ebenfalls oxidativ zum entsprechenden Dialdehyd dehydrieren und anschließend mit 2 Äquivalenten eines Vinyl-Grignard-Reagenzes zum 1 ,9-Decadien- 3,8-diol umsetzen. Daraus erhält man durch Caroll-Reaktion mit einem Acetessig- säurealkylester das gewünschte Intermediat.DE-A 39 18015 describes a process for the production of muscon and open-chain and partially olefinically unsaturated 2,15-diketones as intermediates for this process and the production thereof. Two reaction sequences are disclosed as production methods for the optionally olefinically unsaturated 2,15-hexadecanediones: firstly, 1,10-decanediol is oxidatively dehydrated to 1,10-decanedial and then reacted with a suitable Wittig reagent. Alternatively, 1,6-hexanediol can also be oxidatively dehydrogenated to the corresponding dialdehyde and then with 2 equivalents of a vinyl Grignard reagent to form the 1,9-decadiene Convert 3,8-diol. The desired intermediate is obtained from this by Caroll reaction with an alkyl acetoacetic acid ester.
Die gegebenenfalls olefinisch ungesättigten 2,15-Hexadecandione werden dann durch intramolekuler Aldolkondensation in der Gasphase cyclisiert und anschließend zum Muscon katalytisch hydriert.The optionally olefinically unsaturated 2,15-hexadecanediones are then cyclized by intramolecular aldol condensation in the gas phase and then catalytically hydrogenated to the muscon.
Weitere Zugangswege zu gegebenenfalls ungesättigten 2,15-Hexadecandionen sowie zu äquivalenten Zwischenstufen und zum Muscon sind der gleichen Schrift zu ent- nehmen.Further access routes to unsaturated 2,15-hexadecanediones as well as to equivalent intermediates and to the muscon can be found in the same document.
Die JP-A 2000001452 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Diketonen, u.a. von 2,15-Hexadecandion ausgehend von Dialdehyden durch basenkatalysierte Aldolreaktion mit Aceton unter hydrierenden Bedingungen.JP-A 2000001452 describes a process for the preparation of diketones, i.a. of 2,15-hexadecanedione starting from dialdehydes by base-catalyzed aldol reaction with acetone under hydrogenating conditions.
Darüber hinaus beschreiben M. Baumann et al. In Tetrahedron Lett. 1976, 3585 die Herstellung von Muscon ausgehend von Cyclododecenon durch Nazarov-Cyclisierung mit 3-Butinci, > •':r Eine Synthese von Muscon ausgehend von Tetradecandisäure durch Methylierung des Säurechlorids zu 2,15-Hexadecadion und anschließender Aldol-Cyclisierung undIn addition, M. Baumann et al. In Tetrahedron Lett. 1976, 3585 the production of muscon starting from cyclododecenone by Nazarov cyclization with 3-butinci,> • ' : r A synthesis of muscon starting from tetradecanedioic acid by methylation of the acid chloride to 2,15-hexadecadione and subsequent aldol cyclization and
Hydrierung beschreiben S. Ellwood und T. Haines in Current Topics in Flavours andS. Ellwood and T. Haines in Current Topics in Flavors and describe hydrogenation
Fragrances, 1999, Kluwer Academic Publishers, Amsterdam, 79 - 95.Fragrances, 1999, Kluwer Academic Publishers, Amsterdam, 79-95.
R. Baker et al. lehren in J. Chem. Soc, Chem. Comm. 1972, 802 die Herstellung von Muscon durch Nickel-katalysierte Kupplung von Butadien, Allen und Kohlenmonoxid und anschließender Hydrierung.R. Baker et al. teach in J. Chem. Soc, Chem. Comm. 1972, 802 the production of Muscon by nickel-catalyzed coupling of butadiene, allen and carbon monoxide and subsequent hydrogenation.
S. Warwel et al. beschreiben in Seifen - Öle - Fette - Wachse, 1989, 115, 538 - 545 die Herstellung von 8-Hexadecen-2,15-dion ausgehend von Cyclohepten sowie die anschließende Umsetzung zu Muscon durch Aldolkondensation und anschließender Hydrierung.S. Warwel et al. describe in Seifen - Öle - Fette - Wachsen, 1989, 115, 538 - 545 the production of 8-hexadecen-2,15-dione starting from cycloheptene and the subsequent conversion to muscon by aldol condensation and subsequent hydrogenation.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war demnach, ein alternatives Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem sich 2,15-Hexadecandion oder dessen olefinisch ungesättigte Analoga auf wirtschaftliche und in technischem Maßstab gut durchzuführende Weise herstellen lassen.A further object of the present invention was accordingly to provide an alternative process with which 2,15-hexadecanedione or its olefinically unsaturated analogs can be prepared economically and on an industrial scale in a manner which is easy to carry out.
Das erfindungsgemäß erhaltene 1,10-Dekandial eignet sich in besonderem Maße zur Herstellung von 2, 15-Hexadecandion der Formel VI I und 3, 13-Hexadecadien-2, 15-dion der Formel VIII, wobei letzteres in Form von E/Z-Gemischen bezüglich der Konfiguration der C-C-Doppelbindungen vorliegen kann. Dabei geht man bevorzugt so vor, dass man Dekandial mit Aceton in Gegenwart einer Base umsetzt und gegebenenfalls katalytisch hydriert oder dass man Dekandial mit Acetessigester in Gegenwart einer Base umsetzt, anschließend verseift und decarboxyliert und gegebenenfalls abschließend katalytisch hydriert.The 1,10-decandial obtained according to the invention is particularly suitable for the preparation of 2, 15-hexadecanedione of the formula VI I and 3, 13-hexadecadiene-2, 15-dione of the formula VIII, the latter in the form of E / Z- Mixtures can exist with regard to the configuration of the CC double bonds. The preferred procedure is that decanedial is reacted with acetone in the presence of a base and optionally catalytically hydrogenated, or decanedial is reacted with acetoacetic ester in the presence of a base, then saponified and decarboxylated and, if appropriate, finally catalytically hydrogenated.
Durch die gute Herstellbarkeit dieser Intermediate eignet sich das Verfahren auch, in Kombination mit bekannten Verfahrensschritten, zur Herstellung von 3-Methylcyclo- pentadecanon (Muscon) der Formel VI. Die Einbindung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung gegebenenfalls olefinisch ungesättigter 2,15-Hexadecandione in einen Syntheseweg zu Muscon oder dessen olefinisch ungesättigter Analogs stellt somit einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung dar.The good manufacturability of these intermediates also makes the process, in combination with known process steps, suitable for the preparation of 3-methylcyclopentadecanone (Muscon) of the formula VI. The integration of the process according to the invention for the preparation of optionally olefinically unsaturated 2,15-hexadecanediones in a synthesis route to Muscon or its olefinically unsaturated analogue thus represents a further aspect of the present invention.
Das als Ausgangsverbindung dienende 1 ,1 O-Dekajndial ist auf verschiedenen Wegen zugänglich. Man kann den Dialdehyd beispielsweise, wje in der DE-A 39 18015 beschrieben, durch oxidative Dehydrierung von 1,10-Dekandiol, z.B. aber auch durch Reduktion der 1,10-Dicarbonsäure erhalten. Eine im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugte Herstellungsmethode ist die wie voranstehend beschrieben durchzuführende doppelte Hydroformylierung von 1 ,7-Octadien oder Gemischen von 1,6- und 1,7-Octadien, bevorzugt von 1,7-Octadien an Rhodiumkatalysatoren. 1,7- Octadien bzw. die Gemische aus 1,6- und 1,7-Octadien können in bevorzugter Weise durch Metathese von Cyclohexen in Gegenwart von Ethylen hergestellt werden.The 1, 1 O-Dekajndial serving as the starting connection is accessible in various ways. The dialdehyde can be, for example, as described in DE-A 39 18015, by oxidative dehydrogenation of 1,10-decanediol, e.g. but also obtained by reducing the 1,10-dicarboxylic acid. A preferred production method in the process according to the invention is the double hydroformylation of 1, 7-octadiene or mixtures of 1,6- and 1,7-octadiene, preferably of 1,7-octadiene, on rhodium catalysts, which is to be carried out as described above. 1,7-octadiene or the mixtures of 1,6- and 1,7-octadiene can be prepared in a preferred manner by metathesis of cyclohexene in the presence of ethylene.
Zur Herstellung von 2,15-Hexandecadion bzw. dessen weiterer Umsetzung zu Muscon setzt man 1,10-Dekandial entweder mit Aceton oder mit Acetessigester in Gegenwart einer Base um und hydriert gegebenenfalls anschließend katalytisch.To prepare 2,15-hexanedecadione or its further conversion to muscon, 1,10-decanedial is reacted either with acetone or with acetoacetic ester in the presence of a base and, if appropriate, subsequently hydrogenated catalytically.
Die Umsetzung mit Aceton erfolgt in Gegenwart einer geeigneten, die Aldolkonden- sation katalysierenden Base wie z.B. NaOH, KOH, LiOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2, CsOH, RbOH sowie Aminen wie z.B. Diazabicyclo-1,5-[5.4.0]undecan (DBU), Piperidin oder Triethylamin oder auch basisches Aluminiumoxid (Al203). Die Umsetzung kann kontinuierlich, semi- oder diskontinuierlich in homogener oder heterogener Phase durchgeführt werden. In der Regel setzt man pro Mol an umzusetzendem 1,10-Decandial etwa 2 bis etwa 30 Mol, bevorzugt etwa 6 bis etwa 14 Mol Aceton sowie etwa 2 bis etwa 60 Mol, bevorzugt etwa 6 bis etwa 30 Mol der katalytisch wirksamen Base ein. Die Reaktion kann unter dem Fachmann an sich bekannten Bedingungen erfolgen. So dient als Lösemittel beispielsweise Aceton oder ein unter den Reaktionsbedingungen inertes Lösemittel wie z.B. Toluol, Diethylether oder Tetrahydrofuran. Üblicherweise legt man die gewählte Base in dem Lösungsmittel vor und gibt den Dialdehyd zu. Da- bei erreicht man im Allgemeinen bei portionsweise bzw. kontinuierlich durchgeführter Zugabe bessere Selektivitäten. Bei Temperaturen von etwa 100°C ist die Reaktion im Regelfall nach einigen Stunden abgeschlossen.The reaction with acetone is carried out in the presence of a suitable base which catalyzes the aldol condensation, such as, for example, NaOH, KOH, LiOH, Ba (OH) 2 , Ca (OH) 2 , CsOH, RbOH and amines, such as, for example, diazabicyclo-1,5- [ 5.4.0] undecane (DBU), piperidine or triethylamine or also basic aluminum oxide (Al 2 0 3 ). The reaction can be carried out continuously, semi- or batchwise in a homogeneous or heterogeneous phase. As a rule, about 2 to about 30 mol, preferably about 6 to about 14 mol, of acetone and about 2 to about 60 mol, preferably about 6 to about 30 mol, of the catalytically active base are used per mol of 1,10-decanedial to be reacted. The reaction can take place under conditions known per se to the person skilled in the art. For example, acetone or a solvent which is inert under the reaction conditions, such as toluene, diethyl ether or tetrahydrofuran, is used as the solvent. The selected base is usually placed in the solvent and the dialdehyde is added. In this way, better selectivities are generally achieved with addition in portions or continuously. At temperatures of around 100 ° C, the reaction is usually complete after a few hours.
Die so erhaltenen Reaktionsprodukte können im Anschluss durch dem Fachmann an sich bekannte Methoden wie z.B. Kristallisation, Chromatographie oder Destillation gereinigt werden. Anschließend können die olefinisch ungesättigten Reaktionsprodukte in ebenfalls bekannter Weise katalytisch hydriert werden. Hierzu eignen sich bevorzugt solche Katalysatoren, die in der Lage sind, bevorzugt olefinische Doppelbindungen neben Carbonylgruppen zu hydrieren. Beispiele hierfür sind u.a. Palladium enthaltende Katalysatoren.The reaction products thus obtained can subsequently be obtained by methods known per se to the person skilled in the art, e.g. Crystallization, chromatography or distillation can be purified. The olefinically unsaturated reaction products can then be catalytically hydrogenated in a likewise known manner. For this purpose, preference is given to those catalysts which are capable of hydrogenating olefinic double bonds in addition to carbonyl groups. Examples include: Palladium-containing catalysts.
In einer bevorzugten Ausführungsform nimmt man die Aldolkondensation von 1,10- Dekandial mit Aceton unter hydrierenden Bedingungen, d.h. in einem einstufigen Verfahren vor. Dazu werden die Reaktanden in Gi/rjenwart eines hydrieraktiven Kataly- sators unter Wasserstoffatmosphäre umgesetz'.; Als Katalysatoren eignen sich z.B. solche, bei denen die hydrieraktive Komponente bzw. Komponenten auf einem Träger wie z.B. Al203, Ti02 oder Zr02l bevorzugt AI2O3 aufgebracht ist. Als hydrieraktive Komponenten eignen sich Übergangsmetalle wie z.B. Ru, Rh, Ir, Pt, Co und Pd, besonders bevorzugt Pd. Die genannte hydrieraktiven Komponenten können gegebenenfalls weitere Metalle, bevorzugt Lanthanoide oder Verbindungen derselben enthalten. Besonders bevorzugt hierunter sind die Lanthanoide Pr, Nd, Eu, Gd, Dy, Ho, Er und Yb. Ganz besonders bevorzugt verwendet man einen Katalysator der als hydrieraktive Komponente mit Pr dotiertes Pd enthält, das auf Al203 als Träger aufgebracht ist.In a preferred embodiment, the aldol condensation of 1,10-decanedial with acetone is carried out under hydrogenating conditions, ie in a one-step process. For this purpose, the reactants are converted into a hydrogen-active catalyst under a hydrogen atmosphere '.; Suitable catalysts are, for example, are those in which the hydrogenation component or components on a support, such as Al 2 0 3, Ti0 2 or Zr0 2l preferably Al 2 O is applied. 3 Suitable hydrogenation-active components are transition metals such as Ru, Rh, Ir, Pt, Co and Pd, particularly preferably Pd. The hydrogenation-active components mentioned can optionally contain further metals, preferably lanthanides or compounds thereof. The lanthanides Pr, Nd, Eu, Gd, Dy, Ho, Er and Yb are particularly preferred. It is very particularly preferred to use a catalyst which contains Pd doped with Pr as the hydrogenation-active component and is applied to Al 2 O 3 as a support.
Die Aldolkondensation unter hydrierenden Bedingungen kann chargenweise, semi- oder vollkontinuierlich durchgeführt werden. Je nach Fahrweise kann man die Umsetzung in geeigneten Reaktoren vornehmen, z.B. in Rührkesseln, Rohrreaktoren, Strömungsrohren, Schlaufenreaktoren oder Rührkesselkaskaden. Üblicherweise wird die Umsetzung bei Temperaturen von etwa 10 bis etwa 280°C und bei Wasserstoff- drucken von etwa 1 bis etwa 100 bar durchgeführt. Die Reaktion ist dann in der Regel nach wenigen Stunden abgeschlossen. Oft ist der Umsatz nach etwa 2 h vollständig.The aldol condensation under hydrogenating conditions can be carried out batchwise, semi-continuously or fully continuously. Depending on the driving style, the reaction can be carried out in suitable reactors, e.g. in stirred tanks, tubular reactors, flow tubes, loop reactors or stirred tank cascades. The reaction is usually carried out at temperatures from about 10 to about 280 ° C. and at hydrogen pressures from about 1 to about 100 bar. The reaction is usually complete after a few hours. The turnover is often complete after about 2 hours.
Zur Herstellung der olefinisch ungesättigten Verbindungen der Formel VIII, die in Form von E/Z-Gemischen bezüglich der olefinischen Doppelbindungen anfallen, führt man die Aldolreaktion von Dekandial mit Aceton unter herkömmlichen, d.h. nicht- hydrierenden Bedingungen durch. Dazu eignen sich basische Katalysatoren ohne hydrieraktive Komponente bzw. Komponenten. Darüber hinaus verzichtet man auf die Wasserstoffatmosphäre.To prepare the olefinically unsaturated compounds of the formula VIII which are obtained in the form of E / Z mixtures with respect to the olefinic double bonds, the aldol reaction of decanedial with acetone is carried out under conventional, ie non-hydrogenating, conditions. Basic catalysts are suitable for this hydrogenation-active component or components. In addition, the hydrogen atmosphere is dispensed with.
Die so zugänglichen Verbindungen der Formeln VII und VIII eignen sich gleichermaßen zur Cyclisierung durch intramolekulare Aldolkondensation wie sie beispielsweise ausführlich in der DE-A 39 18 015 beschrieben ist.The compounds of the formulas VII and VIII which are accessible in this way are equally suitable for cyclization by intramolecular aldol condensation, as is described in detail, for example, in DE-A 39 18 015.
Durch die beschrieben Vorgehensweise ist das als Riechstoff begehrte Muscon, dessen teilhydrierte Anologa sowie im Prinzip eine Vielzahl weiterer makrocyclischer Ketone auf einfache, in technischem Maßstab gut durchführbare und wirtschaftlich vorteilhafte Weise zugänglich.Through the described procedure, the muscon, which is sought after as a fragrance, its partially hydrogenated anologa and, in principle, a large number of other macrocyclic ketones are accessible in a simple, economically advantageous manner that can be carried out on an industrial scale.
Führt man die abschließende Hydrierung des primären Aldol-Kondensationsproduktes unter asymmetrischen Bedingungen durch, z.B. unter Einsatz eines chiral-nicht- racemischen, enantioselektiven Katalysators ist es möglich, Muscon in optisch aktiver Form zu erhalten.If the final hydrogenation of the primary aldol condensation product is carried out under asymmetric conditions, e.g. using a chiral-non-racemic, enantioselective catalyst, it is possible to obtain muscon in an optically active form.
Die folgenden Beispielen dienen dψ Erläuterung der vorliegenden Erfindung, ohne sie jedoch in irgend einer Weise einzu& hränken:The following examples serve to illustrate the present invention, but without restricting it in any way:
Beispiele:Examples:
Beispiel 1 : Herstellung von 1 ,7-Octadien durch MetatheseExample 1: Preparation of 1, 7-octadiene by metathesis
In einem Autoklaven wurden 40 g eines Katalysators bestehend aus 10 Gew.-% Re207 auf Al203(4 mm Stränge) vorgelegt, 40 bar Ethylen aufgepresst und 180 ml Cyclohexen zudosiert. Das Reaktionsgemisch wurde auf 40°C aufgeheizt und der Ethylen- druck auf 200 bar erhöht. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch 24 h gerührt. Man erhielt einen Umsatz von 1 ,3 % bei einer Selektivität bezüglich 1 ,7-Octadien von 89 %. Die auf den Katalysator bezogene Raum-Zeit-Ausbeute betrug 0,002 kg/kgh.40 g of a catalyst consisting of 10% by weight of Re 2 O 7 on Al 2 O 3 (4 mm strands) were placed in an autoclave, 40 bar of ethylene were injected and 180 ml of cyclohexene were metered in. The reaction mixture was heated to 40 ° C. and the ethylene pressure was increased to 200 bar. The reaction mixture was then stirred for 24 h. A conversion of 1.3% was obtained with a selectivity for 1, 7-octadiene of 89%. The space-time yield based on the catalyst was 0.002 kg / kgh.
Beispiel 2a: Kontinuierliche Herstellung von 1 ,7-Octadien durch MetatheseExample 2a: Continuous preparation of 1, 7-octadiene by metathesis
In einem Rohrreaktor wurden 40 g eines Katalysators bestehend aus 10 Gew.% Re207 auf Al203 (1 ,5 mm Stränge) vorgelegt. Bei 60°C wurden kontinuierlich 60 g/h Cyclohexen und 80g/h Ethylen bei einem Druck von 80 bar zudosiert. Nach 15 h wurde eine Probe des Reaktionsaustrages gaschromatographisch analysiert. Man erhielt bei einem Umsatz von 7,9% 97,3% 1 ,7-Octadien und 2,0% 1,7,13-Tetradecatrien. Aus dem nach 30h erhaltenen Reaktionsprodukt wurden durch Destillation 122 g 1,7-Octa- dien isoliert. Die auf den Katalysator bezogene Raum-Zeit-Ausbeute betrug somit 0,1 kg/kgh. Beispiel 2b: Kontinuierliche Herstellung von 1 ,7-Octadien durch Metathese unter Temperatursteigerung und Eduktrückführung40 g of a catalyst consisting of 10% by weight of Re 2 O 7 on Al 2 O 3 (1.5 mm strands) were placed in a tubular reactor. 60 g / h of cyclohexene and 80 g / h of ethylene were metered in continuously at 60 ° C. at a pressure of 80 bar. After 15 h, a sample of the reaction product was analyzed by gas chromatography. A conversion of 7.9% gave 97.3% 1, 7-octadiene and 2.0% 1,7,13-tetradecatriene. 122 g of 1,7-ocadiene were isolated by distillation from the reaction product obtained after 30 hours. The space-time yield based on the catalyst was thus 0.1 kg / kgh. Example 2b: Continuous preparation of 1, 7-octadiene by metathesis with temperature increase and starting material recycling
In einem Rohrreaktor wurden 30 g eines Katalysators bestehend aus 10 Gew.-% Re207 auf Al203 (1 ,5 mm Stränge) gemischt mit 30 ml Molsieb 13X vorgelegt. Bei 25°C wurden kontinuierlich 60 g/h Cyclohexen und 41 g/h Ethylen bei einem Druck von 80 bar zudosiert. Hierzu wurde das aus dem Produktstrom in einer Stripkolonne zurückgewonnene Ethylen und das in einer Destillationskolonne zurückgewonnene Cyclohexen mit frischen Edukten aufgestockt. Nach einer halben Stunde Reaktion bei 25°C wurde die Temperatur im Reaktor kontinuierlich mit einer Rate von 1 ,5°C/h auf 80°C erhöht. Anschließend wurde bei dieser Temperatur die Reaktions weitergeführt. Man erhielt bei einem durchschnittlichen Umsatz von 8,0 % 98,3 % 1 ,7-Octadien. Insgesamt wurden über 42 h insgesamt 265 g 1,7-Octadien isoliert. Die auf den katalysa- tor bezogene Raum-Zeit-Ausbeute betrug somit 0,21 kg/kgh.30 g of a catalyst consisting of 10% by weight of Re 2 O 7 on Al 2 O 3 (1.5 mm strands) mixed with 30 ml of molecular sieve 13X were placed in a tubular reactor. 60 g / h of cyclohexene and 41 g / h of ethylene were metered in continuously at 25 ° C. at a pressure of 80 bar. For this purpose, the ethylene recovered from the product stream in a stripping column and the cyclohexene recovered in a distillation column were replenished with fresh starting materials. After half an hour of reaction at 25 ° C, the temperature in the reactor was raised continuously to 80 ° C at a rate of 1.5 ° C / h. The reaction was then continued at this temperature. With an average conversion of 8.0%, 98.3% 1, 7-octadiene was obtained. A total of 265 g of 1,7-octadiene were isolated over 42 h. The space-time yield related to the catalyst was thus 0.21 kg / kgh.
Beispiel 3: Hydroformylierung von 1 ,7-Octadien (85 %ig) mit Rh/Ligand AExample 3: Hydroformylation of 1,7-octadiene (85%) with Rh / Ligand A
Synthese von Ligand ASynthesis of ligand A
Ligand ALigand A
28,5 g (218 mmol) 3-Methylindol (Skatol) wurden bei Raumtemperatur in etwa 50 ml trockenem Toluol vorgelegt und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abdestilliert (Entfernung von Wasserspuren). Dieser Vorgang wurde noch einmal wiederholt. Der Rück- stand wurde anschließend in 700 ml trockenem Toluol unter Argon aufgenommen und auf -65 °C abgekühlt. Anschließend wurden zunächst 14,9 g (109 mmol) PCI3 und danach langsam 40 g (396 mmol) Triethylamin bei -65 °C zugegeben. Die Mischung wurde innerhalb 16 Stunden auf Raumtemperatur erwärmt und anschließend 16 h am Rückfluss erhitzt. Danach wurden 19,3 g (58 mmol) 4,5-Dihydroxy-2,7-di-tert-butyl-9,9- dimethylxanthen in 300 ml trockenem Toluol bei Raumtemperatur zugegeben und die Mischung wurde 16 h am Rückfluss erhitzt. Das entstandene Triethylaminhydro- chlorid wurde abfiltriert und einmal mit Toluol nachgewaschen. Nach Einengen der organischen Phasen wurde der Rückstand zweimal aus heißem Ethanol umkristalli- siert. Nach Trocknen im Vakuum wurden 36,3 g (71 % der Theorie) eines farblosen Feststoffes erhalten. 3 P-NMR (298 K) d: 105 ppm.28.5 g (218 mmol) of 3-methylindole (Skatol) were initially introduced into about 50 ml of dry toluene at room temperature and the solvent was distilled off in vacuo (removal of traces of water). This process was repeated again. The residue was then taken up in 700 ml of dry toluene under argon and cooled to -65 ° C. Then 14.9 g (109 mmol) PCI 3 and then slowly 40 g (396 mmol) triethylamine were added at -65 ° C. The mixture was warmed to room temperature over 16 hours and then refluxed for 16 hours. Then 19.3 g (58 mmol) of 4,5-dihydroxy-2,7-di-tert-butyl-9,9-dimethylxanthene in 300 ml of dry toluene were added at room temperature and the mixture was heated under reflux for 16 h. The triethylamine hydrochloride formed was filtered off and washed once with toluene. After concentrating the organic phases, the residue was recrystallized twice from hot ethanol Siert. After drying in vacuo, 36.3 g (71% of theory) of a colorless solid were obtained. 3 P NMR (298 K) d: 105 ppm.
5,1 mg Rh(CO)2acac (acac = Acetylacetonat) und 187 mg des Liganden A wurden in je 5 g Toluol gelöst und in einen mit Synthesegas (CO:H2 = 1:1) inertisierten 100 ml Stahlautoklaven mit Begasungsrührer gegeben. Dann wurden 10 bar Synthesegas (CO:H2 = 1:1) aufgepresst und bei 80°C begast. Nach 1 h wurde entspannt. Anschließend wurden 10 g 1,7-Octadien (85 %ig, neben weiteren Olefinen und Diolefinen, insbesondere 1,6-Octadien) mittels Spritze zudosiert. Dann wurde 6 h bei 80°C hydroformyliert (100 ppm Rh; Ligand A:Rh = 10:1) und danach eine Probe mittels Gaschromatographie analysiert. Man erhielt bei einem Umsatz von 99 % (bezogen auf 1 ,7- Octadien) 90 % Diale mit einer Linearität von 98 % (Linearität = 1,10 - Decan- dial/Summe der Diale). Beispiel 4: Herstellung von Muscon5.1 mg of Rh (CO) 2 acac (acac = acetylacetonate) and 187 mg of ligand A were dissolved in 5 g of toluene each and placed in a 100 ml steel autoclave which had been rendered inert with synthesis gas (CO: H 2 = 1: 1) and had a gassing stirrer , Then 10 bar synthesis gas (CO: H 2 = 1: 1) was injected and gassed at 80 ° C. After 1 h the pressure was released. 10 g of 1,7-octadiene (85% strength, in addition to other olefins and diolefins, in particular 1,6-octadiene) were then metered in by means of a syringe. The mixture was then hydroformylated for 6 h at 80 ° C. (100 ppm Rh; ligand A: Rh = 10: 1) and then a sample was analyzed by means of gas chromatography. A conversion of 99% (based on 1, 7-octadiene) gave 90% diales with a linearity of 98% (linearity = 1.10 - decanedial / sum of the diales). Example 4: Preparation of Muscon
4.1 Hydroformylierung von 1,7-Octadien4.1 Hydroformylation of 1,7-octadiene
'^5 mg Rh(CO)2acac (acac = Acetylacetonat) und 181 mg des Liganden A (hergestellt wie unten aufgeführt) wurden in je 5 g Toluol gelöst. Die beiden Lösungen wurden vermischt und 60°C erwärmt. Anschließend wurden 10 bar eines 1:1-Gemisches von C02 und H2 („Synthesegas") aufgepresst. Nach 30 min wurde das Reaktionsgefäß entspannt, 10 g 1,7-Octadien zugegeben, 20 bar Synthesegas aufgepresst und 6 h bei 60°C hydroformyliert. Bei einem Umsatz von 98 % erhielt man Decandial mit einer Dialdehydselektivität von 84 % und einer Linearität von 98 % (Linerarität.= 1 ,10-Decan- dial / Summe der Diale).'^ 5 mg Rh (CO) 2 acac (acac = acetylacetonate) and 181 mg of ligand A (prepared as listed below) were each dissolved in 5 g of toluene. The two solutions were mixed and heated to 60 ° C. 10 bar of a 1: 1 mixture of CO 2 and H 2 (“synthesis gas”) were then injected. After 30 minutes, the reaction vessel was depressurized, 10 g of 1,7-octadiene were added, 20 bar synthesis gas was injected and 6 hours at 60 ° C. Hydroformylated at 98% conversion, decanedial was obtained with a dialdehyde selectivity of 84% and a linearity of 98% (linearity. = 1, 10-decanedial / sum of the diales).
4.2 Aldolkondensation von Decandial mit Aceton unter hydrierenden Bedingungen 10 g Decandial und 40 g Aceton wurden mit 1 ,6 g eines Katalysators bestehend aus 0,5 Gew.-% Pd und 5 Gew.-% Pr02 (jeweils bezogen auf den fertigen Katalysator) auf Al203 (4 mm Stränge) versetzt. Anschließend wurden 10 bar Wasserstoff aufgepresst, auf 180°C erhitzt und ein Druck von 40 bar eingestellt. Nach 24 h wurde die Reaktion beendet. Das Rohprodukt wurde gaschromatographisch analysiert. Man erhielt bei vollständigem Umsatz 2,8 % Dodecanon, 20,8 % Tridecanal-12-on und 69,5 % 2,15- Hexadecandion neben 6,9 % (jeweils GC-Flächen%) sonstiger Nebenprodukte. Bei Einsatz von 45 g Aceton und 3,2 g des Katalysators unter ansonsten unveränderten Bedingungen erhielt man bei ebenfalls vollständigem Umsatz 2,6 % Dodecanon, 9.3 % Tridecanal-12-on und 73,8 % 2,15-Hexadecandion neben 14,3 % (jeweils GC- Flächen%) sonstiger Nebenprodukte.4.2 Aldol condensation of decanedial with acetone under hydrogenating conditions 10 g of decanedial and 40 g of acetone were mixed with 1.6 g of a catalyst consisting of 0.5% by weight of Pd and 5% by weight of Pr0 2 (in each case based on the finished catalyst) to Al 2 0 3 (4 mm strands). Then 10 bar of hydrogen were injected, heated to 180 ° C. and a pressure of 40 bar was set. The reaction was terminated after 24 h. The crude product was analyzed by gas chromatography. With complete conversion, 2.8% dodecanone, 20.8% tridecanal-12-one and 69.5% 2,15-hexadecanedione were obtained in addition to 6.9% (in each case GC area%) of other by-products. When 45 g of acetone and 3.2 g of the catalyst were used under otherwise unchanged conditions, 2.6% of dodecanone, 9.3% of tridecanal-12-one and 73.8% of 2,15-hexadecanedione were also obtained in addition to 14.3 with complete conversion % (each GC area%) of other by-products.
4.3 Intramolekulare Aldolkondensation von 2, 15-Hexadecandion In einem Rohrreaktor wurde eine Mischung aus 3 g 2,15-Hexadecandion, 10 ml Wasser und 60 ml Toluol verdampft. Im Stickstoffstrom (10 l/h) wurde das Gemisch innerhalb von 2 h bei 370°C über eine Schüttung eines Katalysators bestehend aus 2 Gew.-% K20 (bezogen auf den fertigen Katalysator) auf Ti02 (4 mm Stränge) geleitet. Der Reaktoraustrag wurde kondensiert und gaschromatographisch analysiert. Man erhielt bei einem Umsatz von 60 % 86 % (GC-Flächen%) eines Gemisches von Dehydromuscon-Isomeren.4.3 Intramolecular aldol condensation of 2, 15-hexadecanedione A mixture of 3 g of 2,15-hexadecanedione, 10 ml of water and 60 ml of toluene was evaporated in a tubular reactor. In a nitrogen stream (10 l / h), the mixture was passed over 2 h at 370 ° C. over a bed of a catalyst consisting of 2% by weight of K 2 O (based on the finished catalyst) onto TiO 2 (4 mm strands) , The reactor discharge was condensed and analyzed by gas chromatography. With a conversion of 60%, 86% (GC area%) of a mixture of dehydromuscon isomers was obtained.
4.4 Hydrierung der Dehydromuscon-Isomeren4.4 Hydrogenation of the dehydromuscon isomers
2 g des wie oben beschrieben erhaltenen Gemisches von Dehydromuscon-Isomeren wurden in 40 ml Cyclohexan vorgelegt und 1 g eines Katalysators bestehend aus 10 Gew.-% Pd auf Kohle (Pd/C 10 %) zugegeben. Es wurden 10 bar Wasserstoff auf- gepresst und 1 h bei 70°C gerührt. Das erhaltene Rohprodukt wurde gaschromatographisch analysiert. Man erhielt bei vollständigem Umsatz Muscon in einer Ausbeute von 98,5 % (GC-Flächen-%).2 g of the mixture of dehydromuscon isomers obtained as described above were placed in 40 ml of cyclohexane and 1 g of a catalyst consisting of 10% by weight of Pd on carbon (Pd / C 10%) was added. 10 bar of hydrogen were injected and the mixture was stirred at 70 ° C. for 1 h. The crude product obtained was analyzed by gas chromatography. With complete conversion, Muscon was obtained in a yield of 98.5% (GC area%).
Bei Einsatz eines Katalysators bestehest aus 10 Gew.-% Pd auf Al203 (Pd/Al203 10 %) erhielt man bei einem Umsatz von 98 % Muscon in einer Ausbeute von 93,1 % (GC-Flächen-%). When using a catalyst consisting of 10% by weight of Pd on Al 2 0 3 (Pd / Al 2 0 3 10%), a conversion of 98% gave Muscon in a yield of 93.1% (GC area% ).

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Verfahren zur Herstellung von 1 ,7-Octadien durch Metathese von Cyclohexen mit Ethylen, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht umgesetzten Edukte und gegebenenfalls erhaltenen höhersiedenden Nebenprodukte in aufgereinigter Form in das Reaktionsgemisch zurückgeführt werden.1. Process for the preparation of 1, 7-octadiene by metathesis of cyclohexene with ethylene, characterized in that the unreacted starting materials and any higher-boiling by-products obtained are recycled to the reaction mixture in purified form.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man a. Ethylen und Cyclohexen in einem Reaktor R mit einem geeigneten Katalysator in Kontakt bringt, b. den Reaktionsaustrag in eine Destillationsapparatur D1 überführt und das Reaktionsprodukt in eine tiefersiedende, das nicht umgesetzte Ethylen enthaltende Fraktion und eine höhersiedende Fraktion trennt, c. die so erhaltene höhersiedende Fraktion in eine weiter Destillationsapparatur D2 überführt und in eine tiefersiedende Fraktion enthaltend das nicht umgesetzte Cyclohexen und eine höhersiedende, 1 ,7-Octadien enthaltende Fraktion brennt und d. die.' -.i den Destillationsapparaturen D1 und D2 jeweils abgetrennten tiefersiedenden Fraktionen vollständig oder teilweise in den Reaktor R zurückführt.2. The method according to claim 1, characterized in that a. Bringing ethylene and cyclohexene into contact in a reactor R with a suitable catalyst, b. the reaction discharge is transferred to a distillation apparatus D1 and the reaction product is separated into a lower-boiling fraction which contains the unreacted ethylene and a higher-boiling fraction, c. the higher-boiling fraction thus obtained is transferred to a further distillation apparatus D2 and burns into a lower-boiling fraction containing the unreacted cyclohexene and a higher-boiling fraction containing 1, 7-octadiene, and d. the.' -.i the distillation apparatus D1 and D2 each separated lower boiling fractions completely or partially in the reactor R.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass man den höhersiedenden Reaktionsaustrag der Destillationsapparatur D2 in eine weitere Destillationsapparatur D3 überführt und 1 ,7-Octadien von höhersiedenden Nebenprodukten trennt.3. Process according to claims 1 to 2, characterized in that the higher-boiling reaction output from the distillation apparatus D2 is transferred to a further distillation apparatus D3 and 1, 7-octadiene is separated from higher-boiling by-products.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die in Destillationsapparatur D3 abgetrennten höhersiedenden Nebenprodukte vollständig oder teilweise in den Reaktor R zurückführt.4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that the higher-boiling by-products separated off in distillation apparatus D3 are returned completely or partially to the reactor R.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man es kontinuierlich durchführt.5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that it is carried out continuously.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man Cyclohexen einsetzt, das im wesentlichen frei von Cyclohexanol und/oder Cyclohexanon ist.6. Process according to claims 1 to 5, characterized in that cyclohexene is used which is essentially free of cyclohexanol and / or cyclohexanone.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Verhältnis von eingesetztem Ethylen zu eingesetztem Cyclohexen 1 bis 10 beträgt.7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the molar ratio of ethylene used to cyclohexene used is 1 to 10.
1 Fig 1 Fig
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Verhältnis von eingesetztem Ethylen zu eingesetztem Cyclohexen 2 bis 4 beträgt.8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that the molar ratio of ethylene used to cyclohexene used is 2 to 4.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Re, W, Mo, Ru, Os, Ta und/oder Nb enthaltenden Katalysator einsetzt.9. The method according to claims 1 to 8, characterized in that one uses a Re, W, Mo, Ru, Os, Ta and / or Nb-containing catalyst.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Katalysator einsetzt, der eine auf Al203 als Träger aufgebrachtes Re-haltige Verbindung enthält.10. The method according to claims 1 to 9, characterized in that a catalyst is used which contains a Re-containing compound applied to Al 2 0 3 as a carrier.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Katalysator einsetzt, der, bezogen auf das Gesamtgewicht des fertigen Katalysators, 6 bis 12 Gew.-% Re2Oτ aufgebracht auf Al203 als Träger enthält. 11. The method according to claims 1 to 10, characterized in that a catalyst is used which, based on the total weight of the finished catalyst, contains 6 to 12% by weight of Re 2 O τ applied to Al 2 0 3 as support.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass man den Katalysator in Form eines Festbettkatalysators einsetzt.12. The method according to claims 1 to 11, characterized in that the catalyst is used in the form of a fixed bed catalyst.
■ •■ •
13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass man die „* . Umsetzung in einem Rohrreaktor bei einer Temperatur von 30 bis 110°C durch- führt.13. The method according to claims 1 to 12, characterized in that the "*. The reaction is carried out in a tubular reactor at a temperature of 30 to 110 ° C.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass man die Temperatur im Verlauf der Reaktion steigert. 14. The method according to claim 13, characterized in that the temperature is increased in the course of the reaction.
15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung im Rohrreaktor bei einem Druck von 30 bis 120 bar durchführt.15. The method according to claims 1 to 13, characterized in that one carries out the reaction in a tubular reactor at a pressure of 30 to 120 bar.
16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatorbelastung 1 bis 5 kg kg"1 h"1 beträgt.16. The method according to claims 1 to 14, characterized in that the catalyst load is 1 to 5 kg kg "1 h " 1 .
17. Verfahren zur Herstellung von 1 ,10-Dekandial durch isomerisierende Hydroformylierung von Gemischen enthaltend 1 ,7-Octadien und mindestens ein weiteres Diolefin mit jeweils mindestens einer internen Doppelbindung. 17. Process for the preparation of 1, 10-decandial by isomerizing hydroformylation of mixtures containing 1, 7-octadiene and at least one further diolefin, each with at least one internal double bond.
18. Verfahren zur Herstellung von 1 ,10-Dekandial, dadurch gekennzeichnet, dass man 1 ,7-Octadien nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 16 herstellt und hydroformyliert.18. A process for the preparation of 1, 10-decandial, characterized in that 1, 7-octadiene is prepared and hydroformylated by a process according to claims 1 to 16.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass man 1,7-Octadien einsetzt, das weitere Diolefine mit mindestens einer internen Doppelbindung enthält. 19. The method according to claim 18, characterized in that 1,7-octadiene is used which contains further diolefins with at least one internal double bond.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass man 1 ,7-Octadien einsetzt, das 1 ,6-Octadien enthält.20. The method according to claim 19, characterized in that 1, 7-octadiene is used which contains 1, 6-octadiene.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass man unter isomerisierenden Bedingungen hydroformyliert.21. The method according to claim 19 or 20, characterized in that hydroformylated under isomerizing conditions.
22. Verfahren zur Herstellung von Muscon und/oder dessen teilhydrierter Analoga, dadurch gekennzeichnet, dass man Dekandial nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 21 herstellt und a. mit Aceton in Gegenwart einer Base oder eines für Aldolreaktionen geeigneten Katalysators umsetzt und gegebenenfalls katalytisch hydriert oder mit Acetessigester in Gegenwart einer Base umsetzt, anschließend verseift, decarboxyliert und gegebenenfalls katalytisch hydriert und b. das Reaktionsprodukt durch intramolekulare Aldolkondensation cyclisiert und gegebenenfalls hydriert.22. A process for the preparation of muscon and / or its partially hydrogenated analogs, characterized in that decandial is prepared by a process according to claims 1 to 21 and a. reacted with acetone in the presence of a base or a catalyst suitable for aldol reactions and optionally catalytically hydrogenated or reacted with acetoacetic ester in the presence of a base, then saponified, decarboxylated and optionally catalytically hydrogenated and b. the reaction product is cyclized by intramolecular aldol condensation and optionally hydrogenated.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass man die Aldolkondensation von Dekandial mit Aceton unter hydrierept an Bedingungen durchführt. 23. The method according to claim 22, characterized in that one carries out the aldol condensation of decanedial with acetone under hydrogenation conditions.
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