FI111458B - Process for the preparation of 1,4-butanediol - Google Patents

Process for the preparation of 1,4-butanediol Download PDF

Info

Publication number
FI111458B
FI111458B FI960429A FI960429A FI111458B FI 111458 B FI111458 B FI 111458B FI 960429 A FI960429 A FI 960429A FI 960429 A FI960429 A FI 960429A FI 111458 B FI111458 B FI 111458B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
hydrogenation catalyst
process according
dihydrofuran
catalyst
butanediol
Prior art date
Application number
FI960429A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI960429A0 (en
FI960429A (en
Inventor
Rolf Pinkos
Boris Breitscheidel
Peter Polanek
Rolf Harthmuth Fischer
Original Assignee
Basf Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Ag filed Critical Basf Ag
Publication of FI960429A0 publication Critical patent/FI960429A0/en
Publication of FI960429A publication Critical patent/FI960429A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI111458B publication Critical patent/FI111458B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C31/00Saturated compounds having hydroxy or O-metal groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C31/18Polyhydroxylic acyclic alcohols
    • C07C31/20Dihydroxylic alcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/09Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrolysis
    • C07C29/10Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrolysis of ethers, including cyclic ethers, e.g. oxiranes
    • C07C29/103Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrolysis of ethers, including cyclic ethers, e.g. oxiranes of cyclic ethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/132Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/17Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds
    • C07C29/172Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds with the obtention of a fully saturated alcohol
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/04Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D307/18Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D307/20Oxygen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/26Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C07D307/28Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to ring carbon atoms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)

Abstract

In the proposed process for producing 1,4 butane diol, 2,5 dihydrofurane is reacted in a single step in the presence of water and hydrogen at a temperature of 20 to 300 DEG C and a pressure of 1 to 300 bar with the aid of a hydrogenating catalyst.

Description

111458111458

Menetelmä 1,4-butaanidiolin valmistamiseksi Selitys Käsiteltävänä oleva menetelmä koskee menetelmää 5 1,4-butaanidiolin valmistamiseksi.The present invention relates to a process for the preparation of 1,4-butanediol.

Julkaisussa US-A-4 209 651 mainitaan, että 2,5-di-hydrofuraania voidaan käyttää 1,4-butaanidiolin valmistamiseksi suoraan siitä. Mutta tässä patentissa ei mainita, millä keinoin tämä on toteutettavissa.US-A-4,209,651 mentions that 2,5-dihydrofuran may be used to make 1,4-butanediol directly therefrom. But this patent does not mention the means by which this can be accomplished.

10 Julkaisu W0 92/20 667 opettaa puolestaan menetelmän 1.4- butaanidiolin valmistamiseksi 2,5-dihydrofuraanista isomeroimalla ensin ensimmäisessä vaiheessa 2,5-dihydrofu-raani 2,3-dihydrofuraaniksi reaktioväliaineeseen homogeenista liuotettujen rodium- tai rutenium/fosfiinikompleksien 15 läsnä ollessa, jonka jälkeen 2,3-dihydrofuraani poistetaan reaktioseoksesta tislaamalla. 2,3-dihydrofuraanin annetaan sitten reagoida veden kanssa happaman katalyytin läsnä ollessa 4-hydroksibutanaalin ja 2-hydroksitetrahydrofuraanin seokseksi, joka hydrataan hydrauskatalyytin läsnä ollessa 20 1,4-butaanidioliksi. Kyseessä on siten kolmivaiheinen menetelmä .WO 92/20667, for its part, teaches a process for the preparation of 1,4-butanediol from 2,5-dihydrofuran by first isomerizing 2,5-dihydrofuran to 2,3-dihydrofuran in the presence of homogeneously dissolved rhodium or ruthenium / phosphine complexes, The 2,3-dihydrofuran is removed from the reaction mixture by distillation. The 2,3-dihydrofuran is then reacted with water in the presence of an acidic catalyst to form a mixture of 4-hydroxybutanal and 2-hydroxytetrahydrofuran which is hydrogenated in the presence of a hydrogenation catalyst to 1,4-butanediol. It is therefore a three-step process.

Julkaisussa EP-A 24 770 selitetään 4-hydroksibuta-naalin yksivaiheinen valmistus antamalla 2,5-dihydrofuraanin reagoida suuren vesimäärän läsnä ollessa katalyytin 25 avulla, joka sisältää alkuaineiden jaksollisen järjestelmän VIIIb ryhmän metallia ja jota on ennen käyttöä käsitelty emäksellä. Saanto on tällöin vain 55 % ja seiektiivisyys 65 % eli samoin suhteellisen pieni, joten reaktioseos on tämän vuoksi ensin työstettävä tislaamalla ennen 4-hydrok-30 sibutyraldehydin hydrausta 1,4-butaanidioliksi.EP-A 24770 discloses a one-step preparation of 4-hydroxybutanal by reacting 2,5-dihydrofuran in the presence of a large amount of water with a catalyst containing a Group VIIIb metal of the Periodic Table of the Elements, which has been treated with a base before use. The yield is then only 55% and the seismic activity 65%, i.e. also relatively low, so that the reaction mixture must first be worked up by distillation before hydrogenation of 4-hydroxy-30 sibutyraldehyde to 1,4-butanediol.

Julkaisussa US-A 4 859 801 opetetaan 2,3-dihydro-furaanin, aldehydin ja vedyn reaktio veden läsnä ollessa, jonka pH-arvo on 8 - 14, ja hydrauskatalyytin läsnä ollessa 1.4- butaanidiolin ja 2-alkyyli-l, 4-butaanidiolin seoksiksi.US-A 4,859,801 teaches the reaction of 2,3-dihydrofuran, aldehyde and hydrogen in the presence of water at a pH of 8 to 14 and in the presence of a hydrogenation catalyst of 1,4-butanediol and 2-alkyl-1,4-butanediol. mixtures.

35 1,4-butaanidiolin saanto on tällöin vaatimaton. Jotta 2,5- dihydrofuraani voitaisiin tämän menetelmän avulla muuttaa 111458 2 1.4- butaanidioliksi, se on selitettyä reaktiovaihetta edeltävässä reaktiovaiheessa ensin isomeroitava 2,3-dihydrofu-raaniksi.The yield of 1,4-butanediol is then modest. In order to convert 2,5-dihydrofuran by this method to 111458 2 into 1,4-butanediol, it must first be isomerized to 2,3-dihydrofuran in the reaction step preceding the reaction step described.

Julkaisu BE-A 674 652 opettaa 2,5-dihydrofuraanin 5 isomeroinnin 2,3-dihydrofuraaniksi alkuaineiden jaksollisen järjestelmän VIIIb ryhmän katalyyttien avulla.BE-A 674 652 teaches isomerization of 2,5-dihydrofuran to 2,3-dihydrofuran by means of the catalysts in Group VIIIb of the Periodic Table of the Elements.

Koska kaikissa mainituissa menetelmissä on pakko käyttää monivaiheista reaktiota 2,5-dihydrofuraanin muuttamiseksi 1,4-butaanidioliksi ja tällainen monivaihemenetelmä 10 tulee huomattavan kalliiksi siten, että menetelmätuotteen 1.4- butaanidiolin hinta on kilpailukyvyttömän korkea, on käsiteltävänä olevan keksinnön tehtävänä ollut menetelmän keksiminen, joka mahdollistaa 1,4-butaanidiolin yksivaiheisen valmistuksen 2,5-dihydrofuraanista siten, että saanto 15 ja selektiivisyys ovat hyviä.Since all of the above processes require the use of a multistep reaction to convert 2,5-dihydrofuran to 1,4-butanediol and such a multistep process 10 becomes significantly expensive at an uncompetitive price for the process product 1,4-butanediol, it has been the object of the present invention to One-step preparation of 1,4-butanediol from 2,5-dihydrofuran with good yield and selectivity.

Tämän mukaisesti on keksitty menetelmä 1,4-butaanidiolin valmistamiseksi, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että annetaan 2,5-dihydrofuraanin reagoida yksivaihei-sesti hydrauskatalyytin avulla lämpötilassa 20 - 300 °C ja 20 paineessa 1 - 300 bar.Accordingly, a process for the preparation of 1,4-butanediol has been found, which process is characterized in that the 2,5-dihydrofuran is reacted in one step with a hydrogenation catalyst at a temperature of 20 to 300 ° C and a pressure of 1 to 300 bar.

Niinpä keksinnön mukaisessa menetelmässä kolme reaktiovaihetta, jotka ovat a) 2,5-dihydrofuraanin isomerointi 2,3-dihydrofu-raaniksi yhtälön (1) 2 5 mukaanThus, in the process of the invention, three reaction steps are a) isomerization of 2,5-dihydrofuran to 2,3-dihydrofuran according to Equation (1) 25

O --► OO --► O

o o b) 2,3-dihydrofuraanin reaktio veden kanssa 4-hyd-roksibutyraldehydin ja sen isomeerin 2-hydroksitetrahydro- 30 furaanin seokseksi yhtälön (2) mukaan ja [===] ...M ». HO-CHs-CHz-CIfe-C + I (2 ‘io o b) Reaction of 2,3-dihydrofuran with water to a mixture of 4-hydroxybutyraldehyde and its isomer 2-hydroxytetrahydrofuran according to equation (2) and [===] ... M ». HO-CHs-CH2-Clfe-C + I (2 'i

N H <>"0HN H <> '0H

111458 3 c) yhtälön (2) mukaan saadun 4-hydroksibutyralde-hydin ja 2-hydroksitetrahydrofuraanin seoksen, jossa yhdisteet ovat tasapainossa, katalyyttinen hydraus 1,4-butaani-dioliksi yhtälön (3) mukaan 5 ^ o111458 3 c) catalytic hydrogenation of a mixture of 4-hydroxybutyraldehyde and 2-hydroxytetrahydrofuran obtained according to equation (2) to 1,4-butanediol according to equation (3).

HD-CHj-Cfc-Cfla-C + [ *2- ». HO-CH3-CH;-CH;-Ca2-OHHD-CH3-Cfc-Cfla-C + [* 2- ». HO-CH-CH 3; -CH; -Ca2-OH

^ k Kat.^ k Cat.

h 0 OHh 0 OH

¢3} toteutetaan yhdessä ainoassa menetelmävaiheessa.¢ 3} is implemented in a single method step.

Keksinnön mukaista menetelmää toteutettaessa annetaan 2,5-dihydrofuraanin reagoida veden kanssa yleensä 2,5-10 dihydrofuraanin ja veden moolisuhteessa 1:1 - 1:100, edullisesti 1:1 - 1:50 ja erityisen edullisesti 1:1 - 1:10 ja vedyn ja hydrauskatalyytin läsnä ollessa paineessa yleensä 1 - 300 bar, edullisesti 5 - 200 bar ja erityisesti yleisesti 10 - 150 bar lämpötilassa 20 - 300 °C, edullisesti 15 40 - 230 °C ja erityisen edullisesti 80 - 200 °C 1,4- butaanidioliksi.In carrying out the process of the invention, 2,5-dihydrofuran is generally reacted with water in a molar ratio of 2.5-10 dihydrofuran to water, generally 1: 1 to 1: 100, preferably 1: 1 to 1:50, and particularly preferably 1: 1 to 1:10, and in the presence of hydrogen and a hydrogenation catalyst at a pressure generally of from 1 to 300 bar, preferably from 5 to 200 bar and particularly generally from 10 to 150 bar at 20 to 300 ° C, preferably 15 to 40 to 230 ° C and particularly preferably 80 to 200 ° C. butanediol.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan hydraus-katalyytteinä käyttää yleisesti kaikkia karbonyyliryhmien hydraukseen sopivia katalyyttejä. Voidaan käyttää sekä ho-20 mogeenisti reaktioväliaineeseen liukenevia hydrauskatalyyt-tejä, jollaisia on selitetty esimimerkiksi teoksessa Hou-ben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, osa IV/le, s.In the process of the invention, any catalyst suitable for the hydrogenation of carbonyl groups can generally be used as hydrogenation catalysts. Both hydrogenation catalysts soluble in ho-20 mogenically reaction medium, such as those described, for example, in Hou-ben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Vol. IV / le, p.

45 - 67, Thieme Verlag, Stuttgart 1980, tai myös hetero-geenejä hydrauskatalyyttejä, jollaisia on selitetty teok-25 sessa Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, osa IV/lc, s. 16-26. Edullisia homogeenikatalyyttejä ovat erityisesti kompleksit, joita rodium, rutenium ja koboltti muodostavat fosfiini- tai fosfiittiligandien kanssa ja joiden valmistus on selitetty esimerkiksi lähteissä CA-A 30 7 276 41, H. Brunner teoksessa Hartley, The chemistry of the metal-carbon bond, voi. 5, s. 110 - 124, John Wiley & Sons, New York 1989 sekä Toth ja muut, Inorg. Chim. Acta, 42, 153 (1980) ja niissä mainitussa kirjallisuudessa.45-67, Thieme Verlag, Stuttgart 1980, or also heterogeneous hydrogenation catalysts as described in Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Vol. IV / 1c, pp. 16-26. Particularly preferred homogeneous catalysts are complexes formed with rhodium, ruthenium and cobalt with phosphine or phosphite ligands, the preparation of which is described, for example, in CA-A 30727641, H. Brunner, Hartley, The Chemistry of the Metal-Carbon Bond, vol. 5, pp. 110-124, John Wiley & Sons, New York 1989 and Toth et al., Inorg. Chim. Acta, 42, 153 (1980) and the literature cited therein.

111458 4111458 4

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään kuitenkin edullisesti heterogeenejä hydrauskatalyyttejä eli hyd-rauskatalyyttejä, jotka eivät olennaisesti liukene reak-tioväliaineeseen. Näistä hydrauskatalyyteistä ovat edulli-5 siä sellaiset, jotka sisältävät yhtä tai useampaa alkuainetta alkuaineiden jaksollisen järjestelmän ryhmistä Ib, VIb, Vllb ja Vlllb, erityisesti kuparia, kromia, molybdeenia, volframia, reniumia, ruteniumia, kobolttia, rodiumia, iridiumia, nikkeliä, palladiumia, rautaa ja/tai platinaa.However, the process of the invention preferably uses heterogeneous hydrogenation catalysts, i.e., hydrogenation catalysts which are substantially insoluble in the reaction medium. These hydrogenation catalysts are preferably those containing one or more elements of groups Ib, VIb, VIIb and VIIb of the Periodic Table of the Elements, in particular copper, chromium, molybdenum, tungsten, rhenium, ruthenium, cobalt, rhodium, iridium, iridium, iron and / or platinum.

10 Keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan käyttää heterogeenejä hydrauskatalyyttejä, jotka koostuvat metalleista, jotka ovat aktivoidussa, hienojakoisessa muodossa ja joiden pinta-ala on suuri, esimerkiksi raneynikkeli, ra-neykoboltti, palladium-, platina- tai reniumsieni.In the process of the invention, heterogeneous hydrogenation catalysts consisting of metals in activated, finely divided and high surface area, for example, raney nickel, raneycobalt, palladium, platinum or rhenium, can be used.

15 Lisäksi voidaan keksinnön mukaisessa menetelmässä käyttää esimerkiksi ns. saostuskatalyyttejä. Tällaiset katalyytit voidaan valmistaa saostamalla niiden katalyytti-sesti aktiiviset komponentit suolaliuoksistaan, erityisesti niiden nitraattien ja/tai asetaattien liuoksista esimerkik-20 si lisäämällä alkalimetalli- ja/tai maa-alkalimetalli-hydroksidiliuoksia ja/tai -karbonaattiliuoksia esimerkiksi niukkaliukoisina hydroksideina, oksihydraatteina, emäksisinä suoloina tai karbonaatteina, kuivaamalla sitten saadut sakat ja muuttamalla sitten nämä kalsinoimalla yleensä läm-25 pötilassa 300 - 700 °C, erityisesti 400 - 600 °C ko. oksideiksi, sekaoksideiksi ja/tai sekavalenttisiksi oksideiksi, jotka käsittelemällä vedyllä tai vetypitoisilla kaasuilla yleensä lämpötilassa 100 - 700 °C, erityisesti 150 - 400 °C pelkistetään ko. metalleiksi ja/tai alemmalla hapetusas-30 teella oleviksi oksidiyhdisteiksi ja muutetaan varsinaiseen, katalyyttisesti aktiiviseen muotoon. Tällöin on yleensä pelkistettävä veden muodostumisen päättymiseen saakka. Valmistettaessa kantajamateriaalia sisältäviä saostuskatalyyttejä voi katalyyttisesti aktiivisten komponent-35 tien saostus tapahtua ko. kantajamateriaalin läsnä ollessa. Mutta katalyyttisesti aktiiviset komponentit voidaan kui- 111458 5 tenkin myös saostaa edullisesti kantajamateriaalin kanssa ko. suolaliuoksista.Further, in the process of the invention, for example, so-called. saostuskatalyyttejä. Such catalysts may be prepared by precipitating their catalytically active components from their saline solutions, in particular from their solutions of nitrates and / or acetates, for example by adding alkali metal and / or alkaline earth metal hydroxide solutions and / or carbonate solutions, for example, as sparingly soluble carbonates, then drying the resulting precipitates and then converting them by calcining generally at a temperature of 300-700 ° C, particularly 400-600 ° C. oxides, mixed oxides and / or mixed oxides which, by treatment with hydrogen or hydrogen-containing gases, are generally reduced at a temperature of 100 to 700 ° C, in particular 150 to 400 ° C. into metals and / or oxide compounds on the lower oxidation stage and converted to the actual catalytically active form. In this case, it is usually necessary to reduce the amount of water to completion. In the preparation of the precipitation catalysts containing the carrier material, the precipitation of the catalytically active component pathways can occur. in the presence of a carrier material. However, the catalytically active components may, however, also be precipitated preferably with the support material of the present invention. salt solutions.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään edullisesti hydrauskatalyyttejä, jotka sisältävät hydrausta kata-5 lysoivia metalleja tai metalliyhdisteitä saostettuina kan-tajamateriaalille. Yllä mainittujen saostuskatalyyttien lisäksi, jotka sisältävät katalyyttisestä aktiivisten komponenttien ohella myös kantajamateriaalia, keksinnön mukaisessa menetelmässä sopivia ovat yleensä kantajakatalyytit, 10 joissa katalyyttisestä hydraavat komponentit on lisätty kantajamateriaalille esimerkiksi imeyttämällä.The process of the invention preferably uses hydrogenation catalysts containing hydrogenated lysing metals or metal compounds precipitated on a carrier material. In addition to the above-mentioned precipitation catalysts, which contain not only the catalytic active components but also the carrier material, carrier catalysts in which the catalytic hydrogenating components are added to the support material, for example by impregnation, are generally suitable in the process of the invention.

Tapa, jolla katalyyttisesti aktiiviset metallit lisätään kantajalle, ei ole yleensä kriittinen ja se voidaan toteuttaa mitä erilaisimmin keinoin. Katalyyttisesti aktii-15 viset metallit voidaan lisätä näille kantajamateriaaleille esimerkiksi imeyttämällä niihin ko. alkuaineiden suolojen tai oksidien liuoksia tai suspensioita, kuivaamalla ja pelkistämällä tämän jälkeen metalliyhdisteet ko. alemmalla ha-petusasteella oleviksi metalleiksi tai yhdisteiksi pekisti-20 men, edullisesti vedyn tai hydridikompleksien avulla. Toisena mahdollisuutena katalyyttisesti aktiivisten metallien lisäämiseksi näille kantajille on termisesti helposti hajoavien suolojen, esimerkiksi katalyyttisesti aktiivisten metallien nitraattien tai termisesti helposti hajoavien 25 kompleksiyhdisteiden kuten karbonyyli- tai hydridokomplek-sien liuosten imeyttäminen kantajiin ja näin imeytettyjen kantajien kuumentaminen lämpötilaan 300 - 600 °C absorboituneiden metalliyhdisteiden hajottamiseksi termisesti. Tämä terminen hajottaminen suoritetaan edullisesti suojakaasuke-30 hässä. Sopivia suojakaasuja ovat esimerkiksi typpi, hiilidioksidi, vety tai jalokaasut. Katalyyttisesti aktiiviset metallit voidaan lisäksi saostaa katalyytin kantajalle höy-rystämällä tai liekkiruiskuttamalla. Näiden kantajakata-lyyttien katalyyttisesti aktiivisten metallien pitoisuus ei 35 ole periaatteessa kriittinen keksinnön mukaisen menetelmän onnistumisen kannalta. Ammattimiehelle on selvää, että suu- 111458 6 remmat katalyyttisesti aktiivisten metallien pitoisuudet näissä kantajakatalyyteissä johtavat suurempiin ti-la/aikasaantoihin kuin pienemmät pitoisuudet. Yleensä käytetään kuitenkin kantajakatalyyttejä, joissa katalyyttises-5 ti aktiivisten metallien pitoisuus on 01 - 80 paino-%, edullisesti 0,5 - 30 paino-% kokonaiskätalyytistä laskettuna. Koska nämä pitoisuusarvot on laskettu katalyytin ja kantajamateriaalin yhteismäärästä, mutta eri kantajamateri-aalit ovat kuitenkin tiheydeltään ja ominaispinta-alaltaan 10 hyvinkin erilaisia, voidaan nämä arvot alittaa tai ylittää ilman haitallista vaikutusta keksinnön mukaisella menetelmällä saavutettaviin tuloksiin. Kulloisellekin kantajamate-riaalille voidaan tietenkin myös lisätä useita katalyyttisesti aktiivisia metalleja. Katalyyttisesti aktiiviset me-15 tallit voidaan lisäksi lisätä kantajille esimerkiksi menetelmien avulla, jotka on selitetty julkaisuissa DE-A 2 519 817, EP-A 1 477 219 ja EP-A 285 420. Yllä mainittujen julkaisujen mukaisissa katalyyteissä katalyyttisesti aktiiviset metallit ovat lejeerinkeinä, jotka on valmistettu 20 lämpökäsittelemällä ja/tai pelkistämällä esimerkiksi yllä mainittujen metallien imeyttämällä saostuneita suoloja tai kompleksej a.The manner in which catalytically active metals are added to the support is generally not critical and can be accomplished by a variety of means. Catalytically active metals may be added to these carrier materials, for example, by impregnation with the appropriate materials. solutions or suspensions of the salts or oxides of the elements, followed by drying and reduction of the metal compounds of the present invention. lower oxidation metals or compounds by the use of a baconizer, preferably hydrogen or hydride complexes. Another possibility for adding catalytically active metals to these carriers is to impregnate solutions of thermally degradable salts, for example, nitrates of catalytically active metals or complex solutions of thermally degradable complexes such as carbonyl or hydride complexes, to heat the adsorbed carriers to 300 ° . This thermal decomposition is preferably carried out in a shielding gas. Suitable shielding gases include, for example, nitrogen, carbon dioxide, hydrogen or noble gases. Further, the catalytically active metals may be precipitated on the catalyst support by evaporation or flame spraying. The concentration of catalytically active metals in these carrier catalysts is not, in principle, critical to the success of the process of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that higher concentrations of catalytically active metals in these support catalysts result in higher thi / a / time yields than lower concentrations. However, carrier catalysts containing from 1 to 80% by weight, preferably from 0.5 to 30%, by weight of the total metal catalyst active catalysts are generally used. Since these concentration values are calculated from the total amount of catalyst and support material, but the density and specific surface area of the various support materials are very different, these values can be lowered or exceeded without adversely affecting the results obtained by the process of the invention. Of course, several catalytically active metals may also be added to the particular support material. The catalytically active metals may additionally be added to the carriers, for example, by the methods described in DE-A-2 519 817, EP-A 1 477 219 and EP-A 285 420. In the catalysts according to the above publications, catalytically active metals are alloys which has been prepared by heat treatment and / or reduction, for example, by absorption of precipitated salts or complexes of the above metals.

Saostuskatalyytit ja myös kantajakatalyytit voidaan myös aktivoida in situ reaktioseoksessa seoksen sisältämän 25 vedyn avulla, mutta nämä katalyytit aktivoidaan kuitenkin edullisesti erikseen ennen käyttöä.The precipitation catalysts and also the support catalysts can also be activated in situ in the reaction mixture by the presence of hydrogen, but these catalysts are preferably activated separately before use.

Kantajamateriaalina voidaan yleensä käyttää alumiinin ja titaanin oksideja, zirkoniumdioksidia, piidioksidia, piimaata, piihappogeeliä, savimaita, kuten montmorilloniit-30 teja, silikaatteja, kuten magnesium- tai alumiinisilikaat-teja, zeoliitteja, kuten ZSM-5- tai ZSM-10-zeoliitteja, sekä aktiivihiiltä. Edullisia kantajamateriaaleja ovat alumiinioksidit, titaanidioksidit, zirkoniumdioksidi ja aktiivihiili. Erilaisten kantajamateriaalien seoksetkin voivat 35 tietenkin toimia keksinnön mukaisessa menetelmässä käyttökelpoisten katalyyttien kantajina.Suitable carrier materials are generally aluminum and titanium oxides, zirconium dioxide, silica, diatomaceous earth, silica gel, clay soils such as montmorillonite 30s, silicates such as magnesium or aluminum silicates, zeolites such as ZSM-5 or ZSM-10, activated carbon. Preferred carrier materials are alumina, titanium dioxide, zirconium dioxide and activated carbon. Of course, mixtures of different carrier materials can also serve as carriers for the catalysts useful in the process of the invention.

111458 7111458 7

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käyttökelpoisina heterogeenikatalyytteinä mainittakoon esimerkkeinä seuraa-vat katalyytit:Examples of heterogeneous catalysts useful in the process of the invention include the following catalysts:

Platinamusta, platina aktiivihiilellä, platinadiok-5 sidi, palladium aktiivihiilellä, palladium alumiinioksidilla, palladium piidioksidilla, palladium bariumsulfaatilla, rodium aktiivihiilellä, rodium alumiinioksidilla, rutenium piidioksidilla tai aktiivihiilellä, nikkeli piidioksidilla, raneynikkeli, koboltti piidioksidilla, koboltti alumiiniok-10 sidilla, raneykoboltti, karbonyylirautajauhe, reniummusta, raneyrenium, renium aktiivihiilellä, renium/palladium aktiivihiilellä, renium/platina aktiivihiilellä, kupari piidioksidilla, kupari alumiinioksidilla, kupari aktiivihiilellä, raneykupari, platinaoksidin ja rodiumoksidin seok-15 set, platina/palladium aktiivihiilellä, kuparikromiitti, bariumkromiitti, nikkeli/kromioksidi alumiinioksidilla, di-reniumheptoksidi (Re2l7) , kobolttisulfidi, nikkelisulfidi, molybdeeni(VI)sulfidi, kupari/molybdeeni(VI)oksidi/pii-Platinum Black, Platinum Activated Carbon, Platinum Dioxide, Palladium Activated Carbon, Palladium Silica, Palladium Barium Sulfate, Rhodium Activated Carbon, Rhodium Aluminum, Ruthenium Silica, Carboxylic Acid, Ruthenium Silica, , rhenium black, raneyrenium, rhenium on activated carbon, rhenium / palladium on activated carbon, rhenium / platinum on activated carbon, copper on silica, copper on alumina, copper on activated carbon, ranei copper on platinum oxide and rhodium oxide alloy, platinum / palladium on activated carbon, copper , di-rhenium heptoxide (Re 217), cobalt sulfide, nickel sulfide, molybdenum (VI) sulfide, copper / molybdenum (VI) oxide / silicon

dioksidi/alumiinioksidikatalyytit sekä julkaisujen DE-A 20 3 932 332, US-A 3 449 445, EP-A 44 444, EP-A 147 219, DE-Adioxide / alumina catalysts, as well as DE-A 20 3 932 332, US-A 3 449 445, EP-A 44 444, EP-A 147 219, DE-A

3 904 083, DE-A 2 321 101, EP-A 415 202, DE-A 2 366 264 ja EP-A 100 406 mukaiset katalyytit.3 904 083, DE-A 2 321 101, EP-A 415 202, DE-A 2 366 264 and EP-A 100 406.

Yllä mainittuihin katalyytteihin voidaan lisätä Lewis- ja/tai Brönsted-happamia komponentteja, kuten zeoliit-25 teja, alumiini- tai piioksideja, fosforihappoa tai rikkihappoa. Niiden lisäysmäärä on yleensä 0,01 - 5 paino-%, edullisesti 0,05 - 0,5 paino-% ja erityisen edullisesti 0,1 - 0,4 paino-% käytetyn katalyytin painosta laskettuna.Lewis and / or Brönsted acidic components such as zeolites, aluminum or silicon oxides, phosphoric acid or sulfuric acid may be added to the above catalysts. Their addition amounts are generally 0.01 to 5% by weight, preferably 0.05 to 0.5% by weight, and particularly preferably 0.1 to 0.4% by weight, based on the weight of the catalyst used.

Keksinnön mukainen menetelmä toteutetaan erityisen 30 edullisesti siten, että käytetään hydrauskatalyyttejä, joissa on Brönsted- ja/tai Lewishappamia keskuksia. Käytettäessä tällaisia katalyyttejä ei yleensä ole tarpeen lisätä reaktioseokseen lisäaineena Brönsted- tai Lewis-happoa.The process of the invention is particularly preferably carried out using hydrogenation catalysts having Brönsted and / or Lewis acid centers. When using such catalysts, it is generally not necessary to add Brönsted or Lewis acid as an additive to the reaction mixture.

Brönsted-happokeskuksia sisältävinä homogeenikata-35 lyytteinä voidaan käyttää esimerkiksi VHIb ryhmän metallien siirtymämetallikomplekseja, erityisesti fosfiini- tai 111458 8 fosfiittiligandeja sisältäviä rodium-, rutenium- ja kobolt-tikomplekseja, joissa on substituentteina Brönsted-happamia funktioryhmiä, kuten karboksyyli-, sulfonihappo- ja/tai fosfonihapporyhmiä, esimerkiksi mainittujen siirtymämetal-5 lien ja trifenyylifosfiini-p-sulfonihappoligandien muodos tamia komplekseja. Tällaiset ligandit voidaan valmistaa esimerkiksi julkaisun Angew. Chem. 105, 1 097 (1993) mene telmän mukaan.Bronsted acid centers containing homogeneous cat-lytic cells include, for example, transition metal complexes of metals of the VHIb group, in particular rhodium, ruthenium and cobalt containing complexes containing phosphine or 111458 8 phosphite ligands, substituted with Bronstedic acid, or phosphonic acid groups, for example complexes formed by said transition metals and triphenylphosphine-p-sulfonic acid ligands. Such ligands can be prepared, for example, by Angew. Chem. 105, 1097 (1993).

Keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan saavuttaa 10 erityisen edullisia tuloksia heterogeenikatalyyteillä, joissa on Brönsted- tai Lewis-happokeskuksia. Brönsted- ja Lewis-happokeskuksina voivat toimia esimerkiksi itse kata-lyyttisesti aktiiviset metallit, jos niitä ei pelkistetä täysin ko. metalleiksi aktivoitaessa katalyytti vedyllä tai 15 vetypitoisilla kaasuilla. Tämä koskee esimerkiksi renium-ja kromiittipitoisia katalyyttejä, kuten reniummustaa ja kuparikromiittia. Reniummustassa renium on reniummetallin ja korkeamman hapetusasteen omaavien reniumyhdisteiden seoksena, jolloin myöhemmin voi syntyä esimerkiksi Bröns-20 ted- tai Lewis-happovaikutus. Lisäksi voidaan katalyytissä käytetyn kantajamateriaalin pinnalle lisätä tällaisia Lewis- tai Brönstedhappamia keskuksia. Lewis- tai Brönsted-happamia keskuksia sisältävinä kantajamateriaaleina mainittakoon esimerkiksi alumiinioksidit, titaanidioksidit, zir-25 koniumdioksidi, piidioksidi, silikaatit, savimaat, zeolii-tit ja aktiivihiili.In the process of the invention, particularly advantageous results can be obtained with heterogeneous catalysts having Brönsted or Lewis acid centers. For example, the Brönsted and Lewis acid centers can serve as catalytic active metals themselves, provided they are not completely reduced. when activated into metals, the catalyst is hydrogen or hydrogen-containing gases. This applies, for example, to rhenium and chromite-containing catalysts such as rhenium black and copper chromite. In rhenium black, rhenium is a mixture of a rhenium metal and a higher degree of oxidation of rhenium compounds, whereby, for example, a Bröns-20 ted or Lewis acid effect can occur. In addition, such Lewis or Brönsted acid centers can be added to the support material used in the catalyst. Suitable carrier materials containing Lewis or Brönsted acidic centers include, for example, alumina, titanium dioxide, zir-25 conium dioxide, silica, silicates, clay soils, zeolites and activated carbon.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään siten erityisen edullisesti hydrauskatalyytteinä kantajakatalyyt-tejä, jotka sisältävät alkuaineiden jaksollisen järjestel-30 män I, VI, VII ja/tai VIII sivuryhmän alkuaineita, erityisesti alkuaineiden jaksollisen järjestelmän I, VII ja VIII sivuryhmän alkuaineita, saostettuina Brönsted- tai Lewis-happona toimivalle kantajamateriaalille. Erityisen edullisia katalyyttejä ovat esimerkiksi renium aktiivihiilellä, 35 renium zirkoniumdioksidilla, renium titaanidioksidilla, re- 111458 9 nium piidioksidilla, kupari aktiivihiilellä, kupari piidok-sidilla ja rutenium aktiivihiilellä.Thus, in the process of the invention, carrier catalysts containing the elements of the side groups I, VI, VII and / or VIII of the Periodic Table of the Elements, in particular the Bronnsted or Lewis Elements of the Periodic Table of the Elements of the Periodic Table of the Elements, are particularly preferred as hydrogenation catalysts. acid carrier material. Particularly preferred catalysts are, for example, rhenium on activated carbon, rhenium on zirconium dioxide, rhenium on titanium dioxide, re 111458 9 nium on silica, copper on activated carbon, copper on silica and ruthenium on activated carbon.

Keksinnön mukainen menetelmä voidaan toteuttaa sekä jatkuvatoimisena että myös panoksittain. Jatkuvatoimisessa 5 käytössä voidaan edullisesti käyttää esimerkiksi putkireak-toreita, joissa katalyytti on edullisesti kiintokerroksen muodossa, jonka yli reaktioseos voidaan syöttää pohjan kautta tai valuttamalla. Panoksittaisessa käytössä voidaan käyttää sekä yksinkertaisia sekoitusreaktoreita että edul-10 lisesti silmukkareaktoreita. Käytettäessä silmukkareakto-reita katalyytti on sopivasti kiintokerroksen muodossa. Jos lähtömateriaali reagoi epätäydellisestä, tämä voidaan sopivasti joko arvotuotteiden tislaamalla poiston jälkeen tai osavirtauksena muiden reaktiotuotteiden kera palauttaa re-15 aktioon. Tämä saattaa olla eduksi erityisesti jatkuvatoimisessa käytössä. 1,4-butaanidiolisaannot ovat yleensä suurempia toimittaessa jatkuvatoimisesti kuin toteutettaessa reaktio panoksittain katalyytin ollessa sama.The method according to the invention can be implemented both continuously and batchwise. For continuous operation, for example, tubular reactors can be advantageously used, in which the catalyst is preferably in the form of a solid bed, over which the reaction mixture can be fed through a base or by draining. For batch operation, both simple mixing reactors and preferably loop reactors can be used. When using the loop reactors, the catalyst is suitably in the form of a solid bed. If the starting material reacts incompletely, this may conveniently be returned to the re-reaction either by distillation of the precious products or by fractional flow with other reaction products. This may be an advantage, especially for continuous operation. The yields of 1,4-butanediol are generally higher for continuous operation than for batch reaction with the same catalyst.

Keksinnön mukainen menetelmä voidaan toteuttaa 20 edullisesti reaktio-olosuhteissa inertin liuotteen läsnä ollessa, jonka esimerkkejä ovat vesiliukoiset eetterit, kuten tetrahydrofuraani, dioksaani tai dimetoksimetaani. Liu-otteena voidaan myös edullisesti käyttää alkoholeja, erityisesti menetelmätuotetta 1,4-butaanidiolia.The process of the invention can be carried out preferably under reaction conditions in the presence of an inert solvent, examples of which are water soluble ethers such as tetrahydrofuran, dioxane or dimethoxymethane. Alcohols, in particular 1,4-butanediol, may also be advantageously used as a solvent.

25 Keksinnön mukaisessa menetelmässä saatava reak tiotuote työstetään sopivasti tislaamalla, jolloin menetelmätuotteen 1,4-butaanidiolin lisäksi saadaan pieniä määriä sivutuotteina muodostuvia yhdisteitä tetrahydrofuraania, γ-butyrolaktonia ja butanolia arvotuotteina.The reaction product of the process of the invention is suitably subjected to distillation to yield, in addition to the 1,4-butanediol of the process product, small amounts of the by-products of tetrahydrofuran, γ-butyrolactone and butanol as valuable products.

30 Lähtömateriaali 2,5-dihydrofuraani voidaan valmis taa isomeroimalla vinyylioksiraania esimerkiksi julkaisussa US-A 5 034 545 tai US-A 5 082 956 selitetyn menetelmän mukaan.The starting material 2,5-dihydrofuran can be prepared by isomerizing vinyloxirane, for example, according to the method described in US-A 5,034,545 or US-A 5,082,956.

1,4-butaanidiolia valmistetaan suuria määriä maail-35 manlaajuisesti ja se toimii diolikomponenttina valmistetta- 111458 10 essa muun muassa polyestereitä, polyuretaaneja ja epoksi-hartseja.Large quantities of 1,4-butanediol are manufactured worldwide and serve as a diol component in the manufacture of polyesters, polyurethanes and epoxy resins, among others.

EsimerkiteXAMPLES

Esimerkki 1 5 25 ml:n putkireaktoriin panostettiin 25 ml kata lyyttiä, joka muodostui 4 mm:n kuparilla pinnoitetuista piidioksidisäikeistä. Katalyytin kuparipitoisuus oli 10 paino-% laskettuna kupariksi katalyytin kokonaispainosta. Katalyytti valmistettiin imeyttämällä piidioksidisäikeisiin 10 kuparikarbonaatti/natriumnitraatin ammoniakaalista liuosta ja kuivaamalla sitten 100 °C:ssa. Katalyytti aktivoitiin kuumentamalla 2 tuntia 250 °C:ssa vetykehässä (100 1 H2/h). Katalyytin yli johdettiin sitten vedyn paineessa 120 bar ja reaktorin lämpötilassa 134 °C jatkuvatoimisesti 15 ml/h 15 seos, jossa oli 2,8 paino-osaa 2,5-dihydrofuraania, 2,8 paino-osaa vettä ja 1 paino-osa 1,4-dioksaania.Example 1 In a 25 ml tubular reactor was charged 25 ml of catholyte consisting of 4 mm copper plated silica filaments. The copper content of the catalyst was 10% by weight based on the total weight of the catalyst. The catalyst was prepared by impregnating the silica strands with 10 ammonium carbonate / sodium nitrate solution and then drying at 100 ° C. The catalyst was activated by heating for 2 hours at 250 ° C under a hydrogen atmosphere (100 L H2 / h). A mixture of 2.8 parts by weight of 2,5-dihydrofuran, 2.8 parts by weight of water and 1 part by weight of 1 was then passed continuously over the catalyst under a hydrogen pressure of 120 bar and a reactor temperature of 134 ° C. 4-dioxane.

Poistuvan reaktioseoksen koostumus ilmenee taulukosta .The composition of the leaving reaction mixture is shown in the table.

Esimerkki 2 20 Samalla tavoin kuin esimerkissä 1 annettiin esimer kissä kuvatun seoksen, joka muodostui 2,5-dihydrofuraa-nista, vedestä ja 1,4-dioksaanista, reagoida vedyn paineessa 120 bar ja lämpötilassa 200 °C renium-aktiivihiilikata-lyytin läsnä ollessa, jonka reniumpitoisuus oli 6 paino-% 25 laskettuna reniumiksi katalyytin kokonaispainosta. Renium-aktiivihiilikatalyytti valmistettiin imeyttämällä aktiivi-hiilisäikeisiin direniumheptoksidin vesiliuosta ja kuivaamalla sitten 120 °C:ssa. Ennen käyttöä katalyytti aktivoitiin 3 tuntia vedyllä 300 °C:ssa.Example 2 In a similar manner to Example 1, a mixture of 2,5-dihydrofuran, water and 1,4-dioxane as described in the Example was reacted under a hydrogen pressure of 120 bar and at 200 ° C in the presence of a rhenium activated carbon catalyst, with a rhenium content of 6% by weight based on the total weight of the catalyst. The Renium activated carbon catalyst was prepared by impregnating an aqueous solution of direnium heptoxide into the activated carbon filaments and then drying at 120 ° C. Prior to use, the catalyst was activated for 3 hours with hydrogen at 300 ° C.

30 Poistuvan reaktioseoksen koostumus ilmenee taulu kosta .The composition of the leaving reaction mixture appears from the table.

Esimerkki 3Example 3

Samalla tavoin kuin esimerkissä 1 annettiin seoksen, joka muodostui 2,5-dihydrofuraanista (3,1 paino-osaa), 35 1,4-dioksaanista (3,1 paino-osaa) ja vedestä (1 paino-osa), reagoida vedyn paineessa 120 bar ja lämpötilassa 154 °C re- 111458 11 nium-titaanidioksidikatalyytin läsnä ollessa, jonka renium-pitoisuus oli 6 paino-% laskettuna reniumiksi katalyytin kokonaispainosta. Reniumkatalyytti valmistettiin ennalta imeyttämällä titaanidioksidisäikeisiin reniumheptoksidin 5 vesiliuosta ja kuivaamalla 120 °C:ssa. Ennen käyttöä katalyytti aktivoitiin 3 tuntia vetyvirtauksessa 300 °C:ssa.In the same manner as in Example 1, a mixture of 2,5-dihydrofuran (3.1 parts by weight), 1,4-dioxane (3.1 parts by weight) and water (1 parts by weight) was reacted under hydrogen pressure. 120 bar and at a temperature of 154 ° C in the presence of a refluxing catalyst of 6% by weight based on the total weight of the catalyst. The rhenium catalyst was prepared by impregnating an aqueous solution of rhenium heptoxide 5 onto the titanium dioxide filaments and drying at 120 ° C. Prior to use, the catalyst was activated for 3 hours under a hydrogen flow at 300 ° C.

Poistuvan reaktioseoksen koostumus ilmenee taulukosta.The composition of the leaving reaction mixture is shown in the table.

Esimerkki 4 10 Samalla tavoin kuin esimerkissä 1 annettiin seok sen, joka muodostui 2,5-dihydrofuraanista (1,5 paino-osaa), tetrahydrofuraanista (1,1 paino-osaa) ja vedestä (1 paino-osa) , reagoida vedyn paineessa 120 bar ja lämpötilassa 200 °C esimerkin 3 mukaisen renium-titaandidioksidikata-15 lyytin läsnä ollessa. Toisessa kokeessa kaksinkertaistettiin reaktioseoksen syötemäärä arvoon 50 ml/h.Example 4 10 As in Example 1, a mixture of 2,5-dihydrofuran (1.5 parts by weight), tetrahydrofuran (1.1 parts by weight) and water (1 parts by weight) was reacted under hydrogen pressure bar and at 200 ° C in the presence of the rhenium titanium dioxide catta 15 of Example 3. In the second experiment, the feed rate of the reaction mixture was doubled to 50 ml / h.

Poistuvan reaktioseoksen koostumus ilmenee taulukosta .The composition of the leaving reaction mixture is shown in the table.

Esim. Syöte BD THP GBL HBA BuOH Konver- (ml/h.) sio (%) (mooli %) 1 25 32 15 0,3 1 2 51 2 25 38 4 9 5 4 61 3 20 85 6 3 1 5 100 4 25 79 * 5 0 9 100 50 71 * 9 2 9 95 20 BD = 1,3-butaanidioli, THF = tetrahydrof uraani, GBL = y-butyrolaktoni, HBA = 4-hydroksibutanaali, BuOH = n-buta-noli *Kokeissa uudelleenmuodostunut THF ei otettu taseessa huo-25 mioon, koska THF:ää käytettiin liuotteena. Mooliprosentti on laskettu reagoineesta 2,5-dihydrofuraanista.Ex. BD THP GBL GBL HBA BuOH Conversion (ml / h) feed (%) (mole%) 1 25 32 15 0.3 1 2 51 2 25 38 4 9 5 4 61 3 20 85 6 3 1 5 100 4 25 79 * 5 0 9 100 50 71 * 9 2 9 95 20 BD = 1,3-butanediol, THF = tetrahydrofuran, GBL = γ-butyrolactone, HBA = 4-hydroxybutanal, BuOH = n-butanol * In experiments reconstituted THF was not taken into account in the balance sheet because THF was used as a solvent. The molar percentage is calculated from the reacted 2,5-dihydrofuran.

111458 12111458 12

Esimerkki 6 50 ml:n sekoittimella varustettuun metalliauto-klaaviin panostettiin 2 g kupari-aktiivihiilikatalyyttiä (kuparipitoisuus 10 paino-% laskettuna kupariksi katalyy-5 tin kokonaispainosta), 5 g 2,5-dihydrofuraania ja 2,6 g vettä. Katalyytti oli valmistettu ennalta imeyttämällä aktiivihiileen kuparinitraatin vesiliuosta, kuivaamalla 100° C:ssa ja aktivoimalla 2 tuntia vetyvirtauksessa 250° C:ssa. Autoklaavissa synnytettiin paine 50 bar paineista-10 maila vedyllä ja sitten autoklaavi kuumennettiin yhden tunnin aikana lämpötilaan 150 °C. Tämän jälkeen autoklaavi jäähdytettiin huoneenlämpötilaan ja paine poistettiin. Saatiin konversiona 85 % 31 mooli-% 1,4-butaanidiolia, 30 mooli-% tetrahydrofuraania, 2 mooli-% γ-butyrolaktonia, 18 15 mooli-% 4-hydroksibutyraldehydiä ja 1 mooli-% butanolia laskettuna kulloinkin reagoineen 2,5-dihydrofuraanin määrästä .Example 6 In a 50 ml metal autoclave equipped with a stirrer was charged 2 g of copper-activated carbon catalyst (10% copper content by weight based on the total weight of copper catalyst), 5 g of 2,5-dihydrofuran and 2.6 g of water. The catalyst was prepared by pre-impregnation of activated carbon with an aqueous solution of copper nitrate, drying at 100 ° C and activating for 2 hours in a hydrogen stream at 250 ° C. The autoclave was pressurized from 50 bar to 10 bar with hydrogen and then heated to 150 ° C for one hour. The autoclave was then cooled to room temperature and depressurized. Conversion of 85% 31 mole% 1,4-butanediol, 30 mole% tetrahydrofuran, 2 mole% γ-butyrolactone, 18 15 mole% 4-hydroxybutyraldehyde and 1 mole% butanol based on the respective 2,5-dihydrofuran amount.

Esimerkki 7Example 7

Samalla tavoin kuin esimerkissä 6 annettiin rea-20 goida 5 g 2,5-tetrahydrofuraania ja 5,4 g vettä 2 g:n läsnä ollessa rutenium-aktiivihiilikatalyyttiä, jonka ru-teniumpitoisuus oli 3 paino-% laskettuna ruteniumiksi katalyytin kokonaispainosta. Katalyytti oli valmistettu imeyttämällä aktiivihiileen ruteniumnitraatin vesiliuosta, 25 kuivaamalla 100 °C:ssa ja aktivoimalla 2 tuntia vetyvirtauksessa 250 °C:ssa. 2,5-dihydrofuraanin konversio oli 100-prosenttinen ja saatiin 51 mooli-% 1,4-butaanidiolia, 35 mooli-% tetrahydrofuraania, 1 mooli-% γ-butyrolaktonia ja 3 mooli-% butanolia laskettuna kulloinkin reagoineesta 30 2,5-dihydrofuraanista.In the same manner as in Example 6, 5 g of 2,5-tetrahydrofuran and 5.4 g of water were reacted in the presence of 2 g of a ruthenium activated carbon catalyst having a ruthenium content of 3% by weight based on the total weight of the catalyst. The catalyst was prepared by absorbing an activated carbon solution of ruthenium nitrate in water, drying at 100 ° C and activating for 2 hours in a hydrogen stream at 250 ° C. The conversion of 2,5-dihydrofuran was 100% to give 51 mole% 1,4-butanediol, 35 mole% tetrahydrofuran, 1 mole% γ-butyrolactone and 3 mole% butanol based on the respective 2,5-dihydrofuran reacted. .

Esimerkki 8 50 ml:n sekoittimella varustetussa metalliauto-klaavissa liuotettiin 0,2 g direniumheptoksidia (Re2C>7) 5,1 litraan vettä. Autoklaavissa synnytettiin paine 40 bar 35 paineistamalla vedyllä ja sitten autoklaavi kuumennettiin yhden tunnin aikana 150 °C:seen. Kun autoklaavi oli jääh- 111458 13 dytetty ja paine poistettu, reaktoriin lisättiin 5 g 2,5-dihydrofuraania. Autoklaavi paineistettiin toistamiseen vedyllä paineeseen 50 bar, autoklaavi kuumennettiin sitten yhden tunnin aikana 150 °C:seen, jonka jälkeen jäähdytet-5 tiin huoneenlämpötilaan ja paine poistettiin. 2,5-dihydro-furaanin konversio oli 99-prosenttinen ja saatiin 45 moo-li-% 1,4-butaanidiolia, 36 mooli-% tetrahydrofuraania, 1 mooli-% 4-hydroksibutyraldehydiä, 3 mooli-% γ-butyrolak-tonia ja 12 mooli-% butanolia laskettuna kulloinkin rea-10 goineen 2,5-dihydrofuraanin määrästä.Example 8 In a 50 ml metal autoclave equipped with a stirrer, 0.2 g of direnium heptoxide (Re2C7) was dissolved in 5.1 liters of water. The autoclave was pressurized to 40 bar with hydrogen pressure and then the autoclave was heated to 150 ° C for one hour. After the autoclave was cooled and depressurized, 5 g of 2,5-dihydrofuran was added to the reactor. The autoclave was repeatedly pressurized with hydrogen to 50 bar, then the autoclave was then heated to 150 ° C for one hour, after which it was cooled to room temperature and depressurized. The conversion of 2,5-dihydrofuran was 99% to give 45 mol% 1,4-butanediol, 36 mol% tetrahydrofuran, 1 mol% 4-hydroxybutyraldehyde, 3 mol% γ-butyrolactone and 12 mol% of butanol based on the amount of 2,5-dihydrofuran reacted in each case.

Esimerkki 9Example 9

Sekoittimella varustettuun metalliautoklaaviin panostettiin 0,09 g homogeenikatalyyttiä RuHClCo(PPhs) 3 (Ph on fenyyli) , 5 g 2,5-dihydrof uraania ja 5,1 g vettä ja 15 synnytettiin paine 50 bar paineistamalla vedyllä. Sitten autoklaavi kuumennettiin yhden tunnin aikana 150 °C: seen ja jäähdytettiin tämän jälkeen huoneenlämpötilaan ja paine poistettiin. 2,5-dihydrofuraanin konversio oli 90 % ja poistettu, homogeeni reaktioseos sisälsi 40 mooli-% 1,4-20 butaanidiolia, 10 mooli-% tetrahydrofuraania ja 5 mooli-% butanolia laskettuna kulloinkin reagoineen 2,5-dihydrofu-raanin määrästä.A metal autoclave equipped with a stirrer was charged with 0.09 g of a homogeneous catalyst RuHClCo (PPhs) 3 (Ph is phenyl), 5 g of 2,5-dihydrofuran and 5.1 g of water, and pressurized with 50 bar of hydrogen. The autoclave was then heated to 150 ° C for one hour and then cooled to room temperature and depressurized. The conversion of 2,5-dihydrofuran was 90% and the removed homogeneous reaction mixture contained 40 mol% of 1,4-20 butanediol, 10 mol% of tetrahydrofuran and 5 mol% of butanol based on the amount of 2,5-dihydrofuran each reacted.

Esimerkki 10 25 ml:n putkireaktoriin panostettiin 25 ml kuparia 25 ja reniumia sisältävää aktiivihiilikatalyyttiä, jonka kuparipitoisuus oli 3 paino-% kupariksi laskettuna ja re-niumpitoisuus 6 paino-% reniumiksi laskettuna, laskettuna kulloinkin katalyytin kokonaispainosta. Katalyytti oli valmistettu imeyttämällä 4 mm:n aktiivihiilisäikeisiin ku-30 parinitraatin ja reniumheptoksidin vesiliuosta, kuivaamalla sitten 12 0 °C:ssa ja aktivoimalla 3 tuntia vetyvirtauk-sessa 300 °C:ssa. Reaktoria käytettiin jatkuvatoimisesti lämpötilassa 190 °C ja vedyn paineessa 120 bar valutusme-netelmän avulla. Reaktorin yläpäähän pumpattiin kahden 35 erillisen tuloputkijohdon kautta 13 g 2,5-dihydrofuraania tunnissa ja 7 g vettä tunnissa. Reaktorista poistui kaasua 111458 14 50 1/h. Konversio oli 98 % ja 1,4-butaanidiolin saanto oli 69 %, THF:n saanto oli 20 %, butyrolaktonin saanto oli 4 % ja n-butanolin saanto oli 6 %. Loput muodostui pääasiassa 4-hydroksibutyraldehydistä.Example 10 A 25 ml tube reactor was charged with 25 ml of a copper 25 and rhenium activated carbon catalyst having a copper content of 3 wt% based on copper and a rhenium content of 6 wt% based on the total weight of the catalyst. The catalyst was prepared by absorbing into aqueous 4 mm activated carbon filaments an aqueous solution of ku-parinitrate and rhenium heptoxide, then drying at 12 ° C and activating for 3 hours under a hydrogen flow at 300 ° C. The reactor was operated continuously at a temperature of 190 ° C and a pressure of 120 bar of hydrogen by means of a drainage process. At the top of the reactor, 13 g of 2,5-dihydrofuran per hour and 7 g of water per hour were pumped through two 35 separate inlet lines. 111458 14 50 l / h of gas was discharged from the reactor. The conversion was 98% and the yield of 1,4-butanediol was 69%, the yield of THF was 20%, the yield of butyrolactone was 4% and the yield of n-butanol was 6%. The remainder consisted mainly of 4-hydroxybutyraldehyde.

5 Esimerkki 11 400 ml:n putkireaktoriin panostettiin 400 ml esimerkin 2 katalyyttiä. Reaktorin yläpäähän pumpattiin kahden erillisen tuloputkijohdon kautta lämpötilassa 190 -200 °C ja vedyn paineessa 120 bar 200 g 2,5-dihydrofu-10 raania tunnissa ja 100 g vettä tunnissa. Reaktoria käytettiin tuotepalautuksella siten, että kierron ja tulovirta-uksen suhde oli 10:1. Kaasuja poistui 100 litraa tunnissa. Reaktoria käytettiin jatkuvatoimisesti 30 vrk ja tänä aikana otettiin näytteitä. 100 %:n konversiolla saatiin täl-15 löin seuraavat saannot: 1,4-butaanidioli, saanto 65 - 69 %, THF, saanto 2 5 - 3 0 %, butyrolaktoni, saanto 1 - 3 %, n-butanoli, saanto 5 - 6 %. Katalyytti ei ollut deaktivoi-tunut 30 vuorokauden kuluttua.Example 11 In a 400 mL tubular reactor was charged 400 mL of the catalyst of Example 2. 200 g of 2,5-dihydrofuran per hour and 100 g of water per hour were pumped to the top of the reactor via two separate inlet lines at a temperature of 190-200 ° C and 120 bar of hydrogen. The reactor was operated at product return with a 10: 1 ratio of cycle to inlet flow. 100 liters of gas were discharged per hour. The reactor was operated continuously for 30 days, during which time samples were taken. The following yields were obtained with 100% conversion: 1,4-butanediol, 65-69% yield, THF, 25-5% yield, butyrolactone, 1-3% yield, n-butanol, 5-5 yield. 6%. The catalyst had not been deactivated after 30 days.

Claims (11)

111458111458 1. Menetelmä 1,4-butaanidiolin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että annetaan 2,5-dihydrof uraanin rea- 5 goida yksivaiheisesti veden ja vedyn läsnä ollessa lämpötilassa 20 - 300 °C ja paineessa 1 - 300 bar ja hydrauskata-lyytin läsnä ollessa.Process for the preparation of 1,4-butanediol, characterized in that 2,5-dihydrofuran is reacted in one step in the presence of water and hydrogen at a temperature of 20 to 300 ° C and a pressure of 1 to 300 bar and in the presence of a hydrogenation catalyst. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään hydrauskatalyyttiä, joka si- 10 sältää vähintään yhtä alkuainetta alkuaineiden jaksollisen järjestelmän ryhmästä Ib, VIb, Vllb tai VHIb.A process according to claim 1, characterized in that a hydrogenation catalyst is used which contains at least one element from group Ib, VIb, Vllb or VHIb of the Periodic Table of the Elements. 3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään heterogeenistä hydrauskatalyyttiä .Process according to claims 1 and 2, characterized in that a heterogeneous hydrogenation catalyst is used. 4. Patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään hydrauskatalyyttiä, jonka katalyyttisesti aktiivinen komponentti on levitetty kantajalle .Process according to Claims 1 to 3, characterized in that a hydrogenation catalyst is used, the catalytically active component of which is applied to a support. 5. Patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että käytetään hydrauskatalyyttiä, joka sisältää yhtä tai useampaa Brönsted- tai Lewis-happona toimivaa komponenttia.Process according to claims 1-4, characterized in that a hydrogenation catalyst is used which contains one or more components acting as Brönsted or Lewis acids. 6. Patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään hydrauskatalyyttiä, joka 25 sisältää reniumia.6. A process according to claims 1-5, characterized in that a hydrogenation catalyst containing rhenium is used. 7. Patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään hydrauskatalyyttiä, joka sisältää kuparia.A process according to claims 1-5, characterized in that a hydrogenation catalyst containing copper is used. 8. Patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että käytetään hydrauskatalyyttiä, joka sisältää nikkeliä tai kobolttia.Process according to claims 1-5, characterized in that a hydrogenation catalyst containing nickel or cobalt is used. 9. Patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään hydrauskatalyyttiä, joka sisältää platinametallia. 111458Process according to claims 1-5, characterized in that a hydrogenation catalyst containing platinum metal is used. 111458 10. Patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään hydrauskatalyyttiä, jonka katalyyttisestä aktiivinen komponentti on levitetty kan-tajamateriaalille, joka sisältää alumiinioksidia, savimai- 5 ta, piidioksidia, zirkoniumdioksidia, titaanidioksidia, zeoliittia ja/tai aktiivihiiltä.A process according to claims 1-9, characterized in that a hydrogenation catalyst is used, the catalytic active component of which is applied to a carrier material containing alumina, clay earth, silica, zirconium dioxide, titanium dioxide, zeolite and / or activated carbon. 11. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään homogeenista hydrauska-talyyttiä, joka sisältää alkuainetta alkuaineiden jaksolli- 10 sen järjestelmän ryhmästä VIIIb. 111458Process according to claims 1 and 2, characterized in that a homogeneous hydrogenation catalyst is used which contains an element from Group VIIIb of the Periodic Table of the Elements. 111458
FI960429A 1993-07-31 1996-01-30 Process for the preparation of 1,4-butanediol FI111458B (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4325753A DE4325753A1 (en) 1993-07-31 1993-07-31 Process for the preparation of 1,4-butanediol
DE4325753 1993-07-31
PCT/EP1994/002232 WO1995004023A1 (en) 1993-07-31 1994-07-07 Process for producing 1,4 butane diol
EP9402232 1994-07-07

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI960429A0 FI960429A0 (en) 1996-01-30
FI960429A FI960429A (en) 1996-01-30
FI111458B true FI111458B (en) 2003-07-31

Family

ID=6494169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI960429A FI111458B (en) 1993-07-31 1996-01-30 Process for the preparation of 1,4-butanediol

Country Status (13)

Country Link
EP (1) EP0711267B1 (en)
JP (1) JP3616642B2 (en)
KR (1) KR100307255B1 (en)
CN (1) CN1066702C (en)
AT (1) ATE159237T1 (en)
AU (1) AU7384794A (en)
CA (1) CA2168458C (en)
DE (2) DE4325753A1 (en)
ES (1) ES2107852T3 (en)
FI (1) FI111458B (en)
RU (1) RU2119905C1 (en)
TW (1) TW328947B (en)
WO (1) WO1995004023A1 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4422051A1 (en) * 1994-06-27 1996-01-04 Basf Ag Process for the preparation of 1,4-butanediol
DE4443529A1 (en) * 1994-12-07 1996-06-13 Basf Ag Catalyst for carrying out reactions catalyzed by Lewis acid
DE19749201A1 (en) 1997-11-07 1999-08-12 Degussa Process for intermolecular etherification and ether cleavage
DE19929396B4 (en) * 1999-06-26 2013-08-22 Basf Se Vacuum insulation units containing a sorbent
DE19935828A1 (en) * 1999-07-29 2001-02-01 Basf Ag Production of pentanediols from alkoxydihydropyrans
CN103102246B (en) * 2011-11-10 2014-10-22 中国科学院大连化学物理研究所 Method for preparing 1,3-dihydric alcohol
EP2674552B1 (en) 2012-06-12 2017-01-11 iLOQ Oy Electromechanical lock
CN104341269A (en) * 2013-08-02 2015-02-11 胡小军 Preparation method of 1,4-butanediol solution
CN105618051B (en) * 2014-10-27 2018-01-26 中国科学院大连化学物理研究所 A kind of catalyst for being used for CO hydrogenation synthesis higher alcohols coproduction naphtha and diesel oil and preparation method and application
BR112017012865B1 (en) * 2014-12-18 2021-01-19 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. process for the production of n-butanol and 1,4-butanediol from furan

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1248669B (en) * 1965-01-07 1968-03-14 Badische Anilin &. Soda-Fabrik Aktien gesellschaft, 6700 Ludwigshafen Process for the preparation of 2 3-dihydrofurans
DE2519817A1 (en) * 1975-05-03 1976-11-11 Hoechst Ag PROCESS FOR THE PRODUCTION OF BUTANDIOL- (1.4)
US4091041A (en) * 1977-06-13 1978-05-23 General Electric Company Preparation of 1,4-diols by hydrolysis-hydrogenation of 2-alkoxytetrahydrofurans
US4475004A (en) * 1983-12-21 1984-10-02 Ethyl Corporation Preparation of alkanediols
US4476332A (en) * 1983-12-21 1984-10-09 Ethyl Corporation Preparation of alkanediols
US4879420A (en) * 1988-05-06 1989-11-07 E.I. Du Pont De Nemours And Company Preparation of mixtures of butanediols
US4859801A (en) * 1988-05-26 1989-08-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Synthesis of mixtures of butanediols
DE3909485A1 (en) * 1989-03-22 1990-09-27 Basf Ag METHOD FOR PRODUCING BUTANDIOL-1,4 AND TETRAHYDROFURAN
US5254701A (en) * 1991-05-20 1993-10-19 Eastman Kodak Company Process for the production of mixtures of 2-hydroxytetrahydrofuran and 4-hydroxybutanal

Also Published As

Publication number Publication date
ATE159237T1 (en) 1997-11-15
EP0711267B1 (en) 1997-10-15
FI960429A0 (en) 1996-01-30
CN1066702C (en) 2001-06-06
JP3616642B2 (en) 2005-02-02
ES2107852T3 (en) 1997-12-01
DE59404358D1 (en) 1997-11-20
JPH09500877A (en) 1997-01-28
RU2119905C1 (en) 1998-10-10
CA2168458A1 (en) 1995-02-09
CA2168458C (en) 2004-05-25
AU7384794A (en) 1995-02-28
TW328947B (en) 1998-04-01
KR960703835A (en) 1996-08-31
KR100307255B1 (en) 2001-11-30
DE4325753A1 (en) 1995-02-02
WO1995004023A1 (en) 1995-02-09
CN1128017A (en) 1996-07-31
FI960429A (en) 1996-01-30
EP0711267A1 (en) 1996-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5905159A (en) Method of producing 1,4-butanediol and tetrahydrofuran from furan
FI111458B (en) Process for the preparation of 1,4-butanediol
US4795733A (en) Hydrogenation catalyst and process for its preparation
US4885410A (en) Hydrogenation catalyst
FI112469B (en) Process for the preparation of 1,4-butanediol
JP3411285B2 (en) Production method of γ-butyrolactone
KR20050044406A (en) Method for the catalytic conversion of alkylene carbonate with a mg, al mixed (hydr) oxide catalyst
KR100344962B1 (en) Preparation method of gamma butyrolactone using maleic anhydride
US5015788A (en) Process for the hydrogenation of acetylenic alcohols
JP3781059B2 (en) Method for producing 1,3-propanediol
US4866188A (en) Synthesis of cyclic ethers
JPH10204074A (en) Production of succinic anhydride
EP0934294A1 (en) Preparation of 3-methyltetrahydrofuran from 2,3-dihydrofuran
JPH08217770A (en) New production of 3-methyltetrahydrofuran
KR100718767B1 (en) Continuous Production Method of 1,2,4-Butanetriol
JPH08217708A (en) Production of 3-methyltetrahydrofuran and neopentyl glycol
JP3021700B2 (en) Method for producing lactone
US6103941A (en) Preparation of 1,4-butanediol
DE1668352C3 (en) Process for the preparation of unsaturated esters of carboxylic acids
MXPA97000123A (en) Preparation of 1,4-butand