ES2270165T3 - Procedimiento para la produccion de 1,6-hexanodiol. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la producción de 1,6-hexanodiol con una pureza de >_99,5% en peso mediante dimerización catalítica de ésteres del ácido acrílico e hidrogenación catalítica de los diésteres del ácido hexenodioico así obtenidos para dar 1,6-hexanodiol, en el que a) se dimeriza el éster del ácido acrílico de C1 a C8 en presencia al menos de un compuesto de rodio para dar mezclas predominantemente de diésteres de los ácidos 2 y 3-hexenodioico, b) se hidrogena el producto de salida de la dimerización obtenido en presencia de catalizadores que contienen predominantemente cobre como componente de hidrogenación, libres de cromo y c) se purifica el 1,6-hexanodiol bruto así obtenido mediante la destilación fraccionada.
Description
Procedimiento para la producción de
1,6-hexanodiol.
La presente solicitud se refiere a un
procedimiento para la producción de 1,6-hexanodiol
de pureza elevada mediante la dimerización de ésteres del ácido
acrílico en presencia de catalizadores de rodio, dado el caso la
separación de ésteres acrílicos sin reaccionar, la hidrogenación de
los productos de salida de dimerización así obtenidos en presencia
de catalizadores que contienen predominantemente cobre y la
purificación destilativa del 1,6-hexanodiol
obtenido hasta una pureza de al menos el 99,5%.
Se conoce la producción de
1,6-hexanodiol mediante la hidrogenación catalítica
de compuestos de C_{6} tales como ácido adípico o diésteres del
ácido adípico. La dimerización lineal de ésteres del ácido acrílico
abre un acceso alternativo al hexanodiol a base de una fuente de
materia prima de C_{3}. Así puede producirse el compuesto de
partida necesario para la dimerización, acrilato de metilo, mediante
la oxidación de propano o propeno para dar ácido acrílico y la
posterior esterificación con metanol.
Se conocen en sí procedimientos para la
producción de ésteres dimetílicos del ácido hexenodioico partiendo
de acrilato de metilo. Numerosos catalizadores se han descrito en la
bibliografía. Como catalíticamente activos han demostrado ser hasta
ahora los metales de transición Ru, Rh, Ni y Pd.
Para los catalizadores que contienen rodio
pudieron desarrollarse partiendo de RhCl_{3} mediante la variación
de los ligandos, algunos sistemas de catalizadores selectivos y
activos.
El documento EP-A 475 368
describe la dimerización de ésteres del ácido acrílico tal como
acrilato de metilo en presencia de compuestos de rodio catiónicos
específicos como catalizadores. Se obtienen mezclas de isómeros que
contienen diéster del ácido E- y
Z-2-hexenodioico y diéster del ácido
E y Z-3-hexenodioico.
Además se conoce a partir del documento
JP-A-06 329567, ejemplo 1, la
reacción de acrilato de metilo a 65ºC en presencia de cloruro de
paladio, cloruro de hierro y nitrato de hierro para dar éster
dimetílico del ácido hexenodioico (conversión del éster acrílico
del 60%). La selectividad del éster dimetílico del ácido
dehidroadípico tras el tratamiento destilativo ascendió al 95%. El
diéster así obtenido se disolvió en metanol y se hidrogenó a lo
largo de 4 horas a 250ºC en presencia de un catalizador de cromito
de cobre. El rendimiento de 1,6-hexanodiol ascendió
al 97% (con respecto al éster dimetílico del ácido hexenodioico) y
por consiguiente la selectividad del 1,6-hexanodiol
al 92% (con respecto al éster metílico del ácido acrílico).
El porcentaje en dímeros no lineales asciende
según el documento JP-A 6100496, ejemplo, al
11%.
Existió el objetivo de desarrollar un
procedimiento para la producción de 1,6-hexanodiol
con una pureza de al menos el 99,5% partiendo de ésteres del ácido
acrílico. A este respecto debía poder usarse el producto de
dimerización sin purificación costosa para la hidrogenación y poder
obtenerse en la hidrogenación altos rendimientos de
1,6-hexanodiol. El producto de salida de la
hidrogenación debía poder tratarse de manera destilativa sin gran
gasto para dar 1,6-hexanodiol de una pureza de al
menos el 99,5%.
Este objetivo se soluciona en un procedimiento
para la producción de 1,6-hexanodiol con una pureza
de \geq99,5% en peso mediante dimerización catalítica de ésteres
del ácido acrílico e hidrogenación catalítica de los diésteres del
ácido hexenodioico así obtenidos para dar
1,6-hexanodiol, en el que
a) se dimeriza el éster del ácido acrílico de
C_{1} a C_{8} en presencia al menos de un compuesto de rodio
para dar mezclas compuestas predominantemente de diésteres de los
ácidos 2 y 3-hexenodioico,
b) se hidrogena el producto de salida de la
dimerización obtenido en presencia de catalizadores que contienen
predominantemente cobre como componente de hidrogenación, libres de
cromo y
c) se purifica el así obtenido
1,6-hexanodiol bruto mediante la destilación
fraccionada.
En contraposición a la dimerización con
catalizadores-(Pd) de paladio (documento JP-A 06
329567) la dimerización con catalizadores-(Rh) de rodio tiene la
ventaja de que se obtienen conversiones del éster acrílico más
elevadas y rendimientos más elevados en diésteres C_{6} lineales.
El mayor porcentaje en diésteres del ácido
2-metilen-glutárico e isómeros de
doble enlace de estos compuestos conlleva en el caso de la
dimerización catalizada con Pd tras la hidrogenación a un
porcentaje mayor en
2-metil-1,5-pentanodiol.
Con esto se asocia un gasto de destilación
mayor.
mayor.
Preferiblemente la dimerización del éster del
ácido acrílico se realiza según el documento EP-A
475 386, cuya divulgación se toma aquí como referencia explicita,
en presencia de compuestos de rodio catiónicos. Como compuesto de
rodio catiónico se consideran especialmente los compuestos descritos
en el documento EP-A 475 386 del tipo
[L^{1}RhL^{2}L^{3}R]^{+}X^{-}, en el que
\newpage
L^{1} es un ligando pentahapto aniónico;
L^{2} y L^{3} representan ligandos donadores
de 2 electrones;
R se selecciona del grupo que consiste en H,
alquilo C_{1}-C_{10}, ligandos arilo
C_{6}-C_{10} y aralquilo
C_{7}-C_{10};
X^{-} representa un anión no coordinado;
y donde dos o tres de los L^{2}, L^{3} y R
están asociados dado el caso. En lugar de rodio también pueden
usarse compuestos de complejos de rutenio. Como éster del ácido
acrílico se tienen en cuenta ésteres de C_{1} a C_{8}
alifáticos o cicloalifáticos tales como por ejemplo ésteres metílico
del ácido acrílico, ésteres arílico y heteroarílico de C_{1} a
C_{8} tales como por ejemplo éster fenílico del ácido acrílico. A
este respecto los dos restos de éster pueden ser iguales o
distintos. Preferiblemente se utilizan como éster del ácido
acrílico, éster alquílico del ácido acrílico, especialmente
preferible acrilato de metilo. La reacción se realiza de manera
continua o discontinua a temperaturas de desde -100 hasta 150ºC y
presiones de desde 0,1 hasta 1 atm.
La mezcla de reacción se trata, separando las
partes orgánicas sin separación destilativa de los componentes
individuales como mezcla del catalizador. Si la conversión del éster
del ácido acrílico no era cuantitativa, dado el caso puede separase
solamente el éster acrílico sin reaccionar y o bien recircularse a
la etapa de dimerización o bien aprovecharse de otra manera,
prefiriéndose la separación y la recirculación a la etapa de
dimerización.
El producto de salida de la dimerización
obtenido tras la separación considerable del éster del ácido
acrílico sin reaccionar consiste en además de diéster del ácido
2-metilen-glutárico, diéster del
ácido
2-metil-2-pentenodioico,
diéster del ácido adípico, éster acrílico y éster del ácido
propiónico mayoritariamente en diéster del ácido E y
Z-2-hexenodioico, diéster del ácido
E y Z-3-hexenodioico.
El producto de salida de la dimerización se
somete a la hidrogenación b) dado el caso tras la separación del
éster acrílico sin reaccionar, sin purificación adicional.
La hidrogenación tiene lugar catalíticamente o
bien en la fase gaseosa o bien en la fase líquida. Como
catalizadores se consideran principalmente todos los catalizadores
homogéneos y heterogéneos adecuados para la hidrogenación de grupos
carbonilo tales como metales, óxidos metálicos, compuestos metálicos
o mezclas de los mismos. Ejemplos de catalizadores homogéneos se
describen en H. Kropf, Houben-Weyl, Methoden der
Organischen Chemie, volumen IV/1c, editorial Georg Thieme,
Stuttgart, 1980, páginas 45 a 67, y ejemplos de catalizadores
heterogéneos se describen en Houben-Weyl, Methoden
der organischen Chemie, volumen IV/1c, páginas 16 a 26.
Preferiblemente se usan catalizadores, que
contienen uno o varios de los elementos de los grupos secundarios I
y VI a VIII del sistema periódico de los elementos, preferiblemente
cobre, cromo, molibdeno, manganeso, renio, rutenio, cobalto níquel
y paladio, especialmente preferible cobre, cobalto, níquel o
renio.
Los catalizadores pueden consistir sólo en los
componentes activos o los componentes activos pueden aplicarse
sobre soportes. Como materiales de soporte son adecuados por ejemplo
Cr_{2}O_{3}, Al_{2}O_{3}, SiO_{2}, ZrO_{2}, ZnO, BaO y
MgO o mezclas de los mismos.
Especialmente el catalizador presenta como
componente principal catalíticamente activo óxido de cobre. Éste se
aplica sobre un soporte oxídico. Un material de soporte adecuado es
óxido de aluminio, cuyo uso se prefiere según una forma de
realización de la presente invención. Según otra forma de
realización de la presente invención se prefiere usar como material
de soporte una combinación de óxido de aluminio con óxido de zinc en
la razón en peso de 20:1 a 1:20, preferiblemente de 5.1 a 1:5. La
cantidad de óxido de cobre se encuentra en valores de <80% en
peso. Las composiciones catalizadoras preferidas presentan <70%
en peso de óxido de cobre y >30% en peso de soporte,
catalizadores especialmente preferidos del 10 al 65% en peso de
óxido de cobre y del 35 al 90% en peso de soporte.
Además se prefieren catalizadores de
hidrogenación tal como se describen en el documento
EP-A 552 463. Estos son catalizadores que tienen la
composición
Cu_{a}Al_{b}Zr_{c}Mn_{d}O_{x}
en la forma oxídica, siendo válida
a>0, b>0, c\geq0, d>0, a>b/2, b>a/4, a>c y
a>d y x significa la cantidad de iones de oxígeno necesaria para
la protección de la neutralidad electrónica por unidad de fórmula.
La producción de estos catalizadores puede tener lugar por ejemplo
según los datos del documento EP-A 552 463 mediante
la precipitación de compuestos poco solubles de soluciones que
contienen los iones metálicos correspondientes en forma de sus
sales.
En particular se consideran por ejemplo los
catalizadores de las composiciones de aproximadamente el 70% en
peso de CuO, el 20% en peso de Al_{2}O_{3} y el 10% en peso de
Mn_{2}O_{3}.
De manera opcional los catalizadores de
hidrogenación usados según la invención, que están libres de Cr,
pueden contener uno o varios metales adicionales o un compuesto de
los mismos, preferiblemente un óxido, de los grupos 1 a 14 (IA a
VIIIA y IB a IVB de la antigua nomenclatura de la IUPAC) del
sistema periódico de los elementos. Si se usa un óxido adicional de
este tipo, se utiliza preferiblemente TiO_{2}, ZrO_{2},
SiO_{2} y/o MgO.
Además los catalizadores que se utilizan pueden
contener un adyuvante en una cantidad de desde el 0 hasta el 10% en
peso. Por adyuvantes se entienden sustancias orgánicas e
inorgánicas, que ayudan a un tratamiento mejorado durante la
producción del catalizador y/o a un aumento de la resistencia
mecánica de los cuerpos moldeados del catalizador. Adyuvantes de
este tipo se conocen por el experto; los ejemplos comprenden
grafito, ácido esteárico, gel de sílice y polvo de cobre.
Los catalizadores pueden producirse según los
métodos conocidos por el experto. Se prefieren procedimientos en
los que el óxido de cobre se distribuye finamente y se obtiene
mezclado íntimamente con los otros componentes, especialmente
preferibles son las reacciones de precipitación. A este respecto se
precipitan los compuestos precursores disueltos en un disolvente en
presencia de compuestos metálicos suspendidos en el disolvente o
solubles adicionales con un agente de precipitación, se separan por
filtración, se lavan, se secan y dado el caso se calcinan. En este
punto se remite de nuevo de manera explicita a la divulgación del
documento EP-A-552 463.
Estos materiales de partida pueden tratarse
según los métodos conocidos para dar los cuerpos moldeados, por
ejemplo extrusión, formación de comprimidos o mediante
procedimientos de aglomeración, dado el caso con la adición de
adyuvantes.
De manera alternativa pueden producirse los
catalizadores según la invención por ejemplo también mediante la
aplicación del componente activo sobre un soporte, por ejemplo
mediante impregnación o vaporización. Además pueden obtenerse los
catalizadores según la invención mediante la transformación de una
mezcla heterogénea del componente activo o del componente precursor
de éste con un componente de soporte o compuesto precursor de
éste.
En el caso de hidrogenación según la invención
se usa el catalizador en forma activada reducida. La activación
tiene lugar con gases reductores, preferiblemente hidrógeno o
mezclas de hidrógeno/gas inerte, o bien antes o bien después de la
incorporación en el reactor, en el que se realiza el procedimiento
según la invención. Si el catalizador se incorporó en forma oxídica
en el reactor, entonces la activación puede realizarse tanto antes
del arranque de la instalación con la hidrogenación según la
invención como durante el arranque, es decir in situ. La
activación por separado antes del arranque de la instalación tiene
lugar por lo general con gases reductores, preferiblemente
hidrógeno o mezclas de hidrógeno/gas inerte a temperaturas elevadas,
preferiblemente entre 100 y 300ºC. En el caso de la denominada
activación in situ tiene lugar la activación con la
elevación de la instalación mediante el contacto con hidrógeno a
temperatura elevada.
Los catalizadores se usan como cuerpos
moldeados. Los ejemplos comprenden barras, barras acanaladas, otros
cuerpos de extrusión, comprimidos, anillos, bolas y gravilla.
La superficie BET de los catalizadores de cobre
asciende en estado oxídico a de 10 a 400 m^{2}/g, preferiblemente
de 15 a 200 m^{2}/g, especialmente de 20 a 150 m^{2}/g. La
superficie de cobre (descomposición de N_{2}O) del catalizador
reducido en el estado de incorporación asciende a > 0,2
m^{2}/g, preferiblemente a > 1 m^{2}/g, especialmente a >
2 m^{2}/g.
En general los catalizadores usados según la
invención tienen una durabilidad suficiente. Para el caso en que la
actividad y/o la selectividad del catalizador aún así deban
disminuir durante su tiempo de funcionamiento, éste puede
regenerarse mediante medidas conocidas por el experto. A éstas
pertenece preferiblemente un tratamiento reductor del catalizador
en la corriente de hidrógeno a temperatura elevada. Dado el caso el
tratamiento reductor puede preceder a uno oxidante. A este respecto
se hace circular la carga del catalizador con una mezcla de gas que
contiene oxígeno molecular, por ejemplo aire, a temperatura elevada.
Además existe la posibilidad de lavar el catalizador con un
disolvente adecuado, por ejemplo metanol, THF o
gamma-butirolactona y posteriormente secarlo en una
corriente de gas.
Preferiblemente se usan catalizadores
heterogéneos, que o bien se disponen sólidos como lecho fluidizado o
bien se utilizan como suspensión. Si la hidrogenación se realiza en
la fase gaseosa y sobre el catalizador dispuesto sólido, en general
se aplican temperaturas de desde 150 hasta 300ºC a presiones de
desde 1 hasta 80 bar. A este respecto se usa al menos tanto
hidrógeno como agente de hidrogenación y gas de soporte, que nunca
se fundirán los eductos, productos intermedios y productos durante
la reacción.
Si la hidrogenación tiene lugar en la fase
líquida con catalizador suspendido o dispuesto sólido, entonces se
realiza en general a temperaturas entre 100 y 350ºC, preferiblemente
120 y 300ºC y presiones de desde 30 hasta 350 bar, preferiblemente
de 40 a 300 bar.
La hidrogenación puede realizarse en un reactor
o varios reactores conectados uno detrás de otro. La hidrogenación
en la fase líquida sobre un lecho sólido puede realizarse tanto en
funcionamiento de rociado como en funcionamiento de sumidero. Según
una forma de realización preferida se usan varios reactores,
hidrogenándose en el primer reactor la parte predominante del éster
y haciéndose funcionar el primer reactor preferiblemente con
circulación líquida para eliminar calor y el otro o los reactores
siguientes preferiblemente sin circulación para completar la
reacción.
La hidrogenación puede tener lugar sin o con
adición de un disolvente. Como disolvente se tienen en cuenta
alcoholes, éteres, hidrocarburos, tales como por ejemplo metanol,
i-propanol, etanol, dioxano, tetrahidrofurano,
n-pentano. A este respecto se tienen en cuenta
soluciones a del 5 al 70%, preferiblemente del 10 al 60%,
especialmente preferible del 15 al 50% de las mezclas de isómeros
del éster del ácido formilvaleriánico. Especialmente preferible es
usar el alcohol como disolvente, que también se libera de los grupos
éster en la hidrogenación.
La hidrogenación puede tener lugar de manera
discontinua, preferiblemente de manera continua.
La carga de catalizador asciende a de 0,01 a 1,
preferiblemente de 0,05 a 0,8, especialmente preferible de 0,1 a
0,5 kg de diéster C_{6} que va a hidrogenarse/l de catalizador ·
hora.
La razón molar de hidrógeno/educto es igualmente
un parámetro, que tiene una influencia importante en la eficacia
económica del procedimiento según la invención. Desde el punto de
vista económico es deseable una razón hidrógeno/educto baja. El
límite inferior se encuentra en un valor de 5, aplicándose sin
embargo en general razones molares de hidrógeno/educto mayor de
desde 20 hasta 400.
Para ajustar las razones molares de
hidrógeno/educto usadas según la invención, se conduce una parte del
hidrógeno en la circulación. Para esto en general se añade el
compresor de gas de circulación conocido por el experto. Se añade
la cantidad química de hidrógeno usada por la hidrogenación. En una
forma de realización preferida se extrae una parte del gas de
circulación, para retirar los compuestos inertes. El hidrógeno
conducido en la circulación también puede utilizarse, dado el caso
tras un precalentamiento, para la evaporación de la corriente
de
educto.
educto.
Junto con el gas de circulación de hidrógeno se
conducen todos los productos en la circulación, que con la
refrigeración de la corriente de gas que sale del reactor de
hidrogenación no se condensan o no se condensan completamente. La
temperatura de refrigeración asciende a de 0 a 60ºC, preferiblemente
de 20 a 45ºC.
La conversión, con respecto a la suma del
diéster C_{6} que va a formar 1,6-hexanodiol
asciende a más del 95%, especialmente a más al 98%.
El producto de salida de la hidrogenación
consiste básicamente en 1,6-hexanodiol y en el
alcohol correspondiente al grupo éster. Un componente importante
adicional es
2-metil-1,5-pentanodiol.
El producto de salida de la hidrogenación se
purifica mediante la destilación fraccionada en una o varias
columnas.
No podía preverse que la hidrogenación de
productos de salida de la dimerización del éster acrílico que no se
ha purificado diera un hexanodiol-bruto, que puede
llevarse mediante destilación hasta una pureza superior al 99,5%.
Especialmente no podía preverse que pudiera separase el
2-metil-1,5-pentanodiol
como isómero del 1,6-hexanodiol con gasto
razonable.
El procedimiento según la invención se hace más
evidente mediante los ejemplos siguientes.
Se realizaron los ensayos en una atmósfera de
argón seco y postpurificado por medio de la técnica Schlenk
habitual. Se secó cloruro de metileno en P_{2}O_{5}, se almacenó
acrilato de metilo (empresa Aldrich, estabilizado con metoxifenol)
en una criba molecular 4 y se utilizó sin tratamiento adicional. Se
produjo el complejo Cp*Rh(C_{2}H_{4})_{2} (Cp*
= pentametilciclopentadienilo) partiendo de
[Cp*Rh(Cl_{2}]_{2} según el método de K.Moseley,
J.W.Kang, P.M. Maitlis J. Chem. Soc. (A) 1970,
2875-2883. Se sintetizó el material de partida
[Cp*Rh(Cl_{2}]_{2} según el método de B.L. Booth,
R.N. Haszeldine, M. Hill J.Chem.Soc. (A) 1969,
1299-1303. Se produjo el ácido HBAr^{F}_{4}
necesario para la activación del catalizador según M. Brookhart, B.
Grant, A.F. Volpe Organometallics 1992, 11,
3920-3922. A este respecto HBAr^{F}_{4}
representa el bis-eterato del ácido
tetrakis[3,5-bis(trifluorometil)fenil]-bórico.
El análisis de los productos de salida de la
reacción tuvo lugar por medio de CG (aparato: Hewlett Packard 5820;
columna: HP-5; longitud: 30 m; diámetro: 0,25 mm;
espesor de película 1,0 µ) teniendo lugar el reconocimiento
estructural del producto previamente por medio del acoplamiento de
CG/EM. Todos los datos en tanto por ciento de superficie.
De manera análoga al ejemplo 14 en el documento
EP-A 475 386 se mezclaron 20 mg (0,06 mmol) de
Cp*Rh(C_{2}H_{4})_{2} en un recipiente de
reacción adecuado, en primer lugar con 80 ml de acrilato de metilo y
a continuación a 0ºC con una solución de la cantidad
estequiométrica (con respecto al Rh) del ácido HBAr^{F}_{4} en
10 ml de CH_{2}Cl_{2}. Se calentó la mezcla hasta 55ºC y se
agitó durante 4 horas a 1 bar de hidrógeno.
A continuación se destiló fraccionadamente el
producto de salida de la reacción para eliminar el catalizador de
rodio homogéneo disuelto. A este respecto se eliminó a presión
normal en primer lugar una cabeza de compuestos de baja ebullición
(acrilato de metilo, propionato de metilo y cloruro de
metileno).
\newpage
Como fracción principal, que se utiliza para la
hidrogenación siguiente, se obtuvo una mezcla de la siguiente
composición. A este respecto se englobaron los distintos isómeros
del éster dimetílico del ácido
2-metilen-glutárico y el éster
dimetílico del ácido hexenodioico respectivamente:
Acrilato de metilo: | 0,15% |
Propionato de metilo: | 0,10% |
Éster dimetílico del ácido 2-metilen-glutárico e isómeros: | 0,52% |
Éster dimetílico del ácido hexenodioico: | 98,72% |
Adipato de dimetilo: | 0,35% |
En el sumidero de la destilación quedaron
solamente cantidades reducidas de triéster y polímero.
En un ensayo en un autoclave de manera
discontinua se agitó una mezcla de 30 g de la mezcla de éster
caracterizada en 1.1 y 70 g de metanol en presencia de 20 g de
catalizador de cobre (60% de CuO, 30% de Al_{2}O_{3}, 10% de
Mn_{2}O_{3}) durante 6 horas a 210ºC/240 bar. La activación del
catalizador oxídico tuvo lugar antes de la hidrogenación con
hidrógeno a 200ºC/300 bar.
Según el análisis de cromatografía de gas
(estándar interno: éster dimetílico de dietilenglicol) ascendió el
rendimiento de 1,6-hexanodiol al 99% (con respecto
al diéster C_{6} lineal que se obtiene según 1.1). El producto de
salida bruto de la hidrogenación contenía el 0,4% de
2-metil-1,5-pentanodiol.
La destilación del producto de salida de la
hidrogenación, del que se separó ampliamente el metanol, dio como
resultado dos fracciones principales con una pureza de
1,6-hexanodiol del 99,6%. El
2-metil-1,5-pentanodiol
estaba contenido solamente en 1.000 ppm o 300 ppm.
Ejemplo comparativo
1
Se hicieron reaccionar 0,34 g (2 mmol) de
PdCl_{2}, 8,1 g (50 mmol) de FeCl_{3}, 86 g (1 mmol) de
acrilato de metilo y 2,0 g (5 mmol) de
Fe(NO_{3})_{3}.9H_{2}O a 65ºC durante 15 h. A
partir del producto de salida de la reacción que se obtuvo, se
separó por filtración los porcentajes de catalizador que se
encontraban en forma sólida tras el enfriamiento. Se trató la fase
orgánica mediante la destilación con tubos de bolas. Se destiló en
primer lugar a 80ºC/150 mbar, luego a 50 mbar y por último a 1 mbar.
Se obtuvieron 35,9 g del éster metílico del ácido acrílico sin
reaccionar y 12,4 g de una mezcla de destilación de ésteres
dimetílicos del ácido dicarbónico C_{6} insaturados ramificados y
lineales. Los 12,5 g de la mezcla de destilación consistían en el
84% en peso en ésteres dimetílicos del ácido 2 y
3-hexenodioico lineal y en el 2,4% en peso del éster
dimetílico del ácido 2-metilenglutárico y los
isómeros de doble enlace de este compuesto. La razón determinada
por cromatografía de gases de ésteres lineal con respecto a ésteres
insaturados ramificados ascendió según esto a 35:1. Como residuo de
destilación se obtuvieron 9 g de sustancia
sólida.
sólida.
Se disolvieron 12 g de la mezcla que se obtuvo
tras a) de diésteres del ácido dicarbónico C_{6} ramificados y
lineales en 100 g de metanol y se hidrogenaron en presencia de 10 g
del catalizador de cobre descrito anteriormente en el ejemplo 1.2
según la invención, tal como allí se describió.
Tras la hidrogenación se comprobó que el
catalizador de cobre tenía un color rojo y que los comprimidos
usados de 3 x 3 mm se habían descompuesto completamente. El
análisis de cromatografía de gases del producto de salida de la
hidrogenación dio como resultado que muy predominantemente se formó
el éster dimetílico del ácido adípico. Una repetición del ensayo
condujo a resultados iguales.
Los resultados del ejemplo comparativo muestran
que la dimerización catalizada con Pd transcurre con conversiones
del éster acrílico bajas y con una razón baja de ésteres del ácido
dicarbónico C_{6} lineal con respecto a los ramificados:
Razón de ésteres dimetílicos del ácido
dicarbónico C_{6} lineales con respecto a los ramificados
Dimerización con Rh: | 190:1 |
Dimerización con Pd: | 35:1 |
Dado que los ésteres dimetílicos del ácido
dicarbónico C_{6} ramificados, insaturados en la hidrogenación
dieron como resultado el
2-metil-1,5-pentanodiol,
que debe separase del 1,6-hexanodiol, es necesario
un gasto de destilación más elevado para la purificación del
1,6-hexanodiol, partiendo de ésteres dimetílicos del
ácido dicarbónico C_{6} brutos dimerizados con Pd. El ensayo
comparativo muestra también que se descomponen los catalizadores de
cobre para la hidrogenación usando los diésteres de la dimerización
catalizada con Pd del éster acrílico y que estos pierden la
capacidad para hidrogenar los grupos éster.
Claims (6)
1. Procedimiento para la producción de
1,6-hexanodiol con una pureza de \geq99,5% en peso
mediante dimerización catalítica de ésteres del ácido acrílico e
hidrogenación catalítica de los diésteres del ácido hexenodioico
así obtenidos para dar 1,6-hexanodiol, en el que
a) se dimeriza el éster del ácido acrílico de
C_{1} a C_{8} en presencia al menos de un compuesto de rodio
para dar mezclas predominantemente de diésteres de los ácidos 2 y
3-hexenodioico,
b) se hidrogena el producto de salida de la
dimerización obtenido en presencia de catalizadores que contienen
predominantemente cobre como componente de hidrogenación, libres de
cromo y
c) se purifica el 1,6-hexanodiol
bruto así obtenido mediante la destilación fraccionada.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque a partir de la mezcla de dimerización
antes de la hidrogenación se separa el éster del ácido acrílico sin
reaccionar.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque como éster del
ácido acrílico se utiliza acrilato de metilo.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se realiza la
hidrogenación en un catalizador que tiene la composición
Cu_{a}Al_{b}Zr_{c}Mn_{d}O_{x}
en la forma oxídica, siendo válido
a>0, b>0, c\geq0, d>0, a>b/2, b>a/4, a>c y
a>d y x significa la cantidad de iones de oxígeno necesaria para
la protección de la neutralidad electrónica por unidad de
fórmula.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la dimerización
se realiza a de -100 a 150ºC y presiones de desde 0,1 hasta 1,0 bar
(de 0,1 a 1 atm).
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la hidrogenación
se realiza a de 100 a 350ºC y presiones de desde 30 hasta 350
bar.
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