NL7908008A - PROCESS FOR THE OXYDATION OF METHYLBENES. - Google Patents

PROCESS FOR THE OXYDATION OF METHYLBENES. Download PDF

Info

Publication number
NL7908008A
NL7908008A NL7908008A NL7908008A NL7908008A NL 7908008 A NL7908008 A NL 7908008A NL 7908008 A NL7908008 A NL 7908008A NL 7908008 A NL7908008 A NL 7908008A NL 7908008 A NL7908008 A NL 7908008A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
acid
process according
reaction
oxidation
oxygen
Prior art date
Application number
NL7908008A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Suntech
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
Priority claimed from US05/957,614 external-priority patent/US4237310A/en
Priority claimed from US05/957,612 external-priority patent/US4237309A/en
Priority claimed from US05/957,613 external-priority patent/US4227012A/en
Application filed by Suntech filed Critical Suntech
Publication of NL7908008A publication Critical patent/NL7908008A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/02Esters of acyclic saturated monocarboxylic acids having the carboxyl group bound to an acyclic carbon atom or to hydrogen
    • C07C69/12Acetic acid esters
    • C07C69/14Acetic acid esters of monohydroxylic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C37/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C37/01Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by replacing functional groups bound to a six-membered aromatic ring by hydroxy groups, e.g. by hydrolysis
    • C07C37/055Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by replacing functional groups bound to a six-membered aromatic ring by hydroxy groups, e.g. by hydrolysis the substituted group being bound to oxygen, e.g. ether group
    • C07C37/0555Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by replacing functional groups bound to a six-membered aromatic ring by hydroxy groups, e.g. by hydrolysis the substituted group being bound to oxygen, e.g. ether group being esterified hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/33Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
    • C07C45/34Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds
    • C07C45/36Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds in compounds containing six-membered aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/41Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by hydrogenolysis or reduction of carboxylic groups or functional derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/51Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by pyrolysis, rearrangement or decomposition
    • C07C45/54Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by pyrolysis, rearrangement or decomposition of compounds containing doubly bound oxygen atoms, e.g. esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/54Preparation of carboxylic acid anhydrides
    • C07C51/56Preparation of carboxylic acid anhydrides from organic acids, their salts, their esters or their halides, e.g. by carboxylation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/04Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides onto unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • C07C67/05Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides onto unsaturated carbon-to-carbon bonds with oxidation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

4 1 4 f.4 1 4 f.

Werkwijze voor de oxydatie van methylbenzenen.Method for the oxidation of methylbenzenes.

Deze uitvinding betreft een niéuwe werkwijze voor de oxydatie van methylbenzenen, en meer in het bijzonder de oxydatie van methylbenzenen met lucht of zuurstof in aanwezigheid van een sterk zure katalysator en in aanwezigheid van het2ij azijn-5 zuuranhydride of de combinatie van azijnzuur en fosforpentoxyde.This invention relates to a new process for the oxidation of methylbenzenes, and more particularly the oxidation of methylbenzenes with air or oxygen in the presence of a strongly acidic catalyst and in the presence of the acetic acid anhydride or the combination of acetic acid and phosphorus pentoxide.

In dat geval onstaan er als reactieprodukten.afhankelijk van de omstandigheden, een fenylacetaat en methyleendiacetaat of formaldehyde (of paraformaldehyde). Het fenylacetaat kan desgewenst in het fenol omgezet worden, en het eventueel ontstane methyleendiace-10 taat in formaldehyde of paraformaldehyde (door pyrolyse of zo).In that case, as reaction products, depending on the circumstances, a phenyl acetate and methylenediacetate or formaldehyde (or paraformaldehyde) are formed. The phenyl acetate can, if desired, be converted into the phenol, and the methylene diacetate optionally formed in formaldehyde or paraformaldehyde (by pyrolysis or the like).

Grozhen c.s. (Doklady Akad. Nauk, USSR, 204,Grozhen et al. (Doklady Akad. Nauk, USSR, 204,

No. 4872) hebben vastgesteld dat de door zuur gekatalyseerde oxydatie van tolueen in azijnzuuranhydride bij hoge temperatuur en druk, gevolgd door verzeping van het reactiemengsel in matige op-15 brengst fenol gaf. Uit recenter werk bleek dat fenylacetaat, methyleendiacetaat en azijnzuur de voornaamste produkten van de door zuur gekatalyseerde oxydatie van tolueen in azijnzuuranhydride met lucht zijn. Ondanks verbeteringen, bestaande uit het gebruik van katalysatoren en promotoren, en azijnzuur als oplosmiddel zijn nog steeds 20 hoge temperaturen en drukken nodig om redelijke reactiesnelheden en opbrengsten te bereiken.No. 4872) found that the acid catalyzed oxidation of toluene in acetic anhydride at high temperature and pressure followed by saponification of the reaction mixture in moderate yield gave phenol. More recent work has shown that phenylacetate, methylenediacetate and acetic acid are the main products of the acid-catalyzed oxidation of toluene in acetic anhydride with air. Despite improvements consisting of the use of catalysts and promoters, and acetic acid as a solvent, high temperatures and pressures are still required to achieve reasonable reaction rates and yields.

Nu werd gevonden dat de door zuur gekatalyseerde oxydatie van methylbenzenen in hetzij azijnzuur hetzij de combinatie van azijnzuur enfosforpentoxyde tot een fenylacetaat, 25 methyleendiacetaat en azijnzuur onder milde omstandigheden met behoorlijke snelheden en goede opbrengsten verloopt indien de reactie uitgevoerd wordt in aanwezigheid van een kleine hoeveelheid benz-aldehyd. De reactie verloopt vlot bij temperaturen van niet meer 790 80 08 2 > dan 80°C en een zuurstof-druk van slechts 1 atmosfeer. De ontstaande acetaten kunnen desgewenst in het fenol en formaldehyde of paraformaldehyde omgezet worden.It has now been found that the acid-catalyzed oxidation of methylbenzenes in either acetic acid or the combination of acetic acid and phosphorus pentoxide to a phenyl acetate, methylenediacetate and acetic acid proceeds under mild conditions at decent rates and good yields when the reaction is conducted in the presence of a small amount of benz -aldehyde. The reaction proceeds smoothly at temperatures of no more than 790 80 08 2> 80 ° C and an oxygen pressure of only 1 atmosphere. The resulting acetates can, if desired, be converted into the phenol and formaldehyde or paraformaldehyde.

Bij gebruik van azijnzuuranhydride luidt de 5 reactievergelijking: 0CH_ + 2 Aco0 + 0- > 0 OAc + CH,(0Ac)„ + HOAc 3 22 zuur 2 2When using acetic anhydride, the 5 reaction equation is: 0CH_ + 2 Aco0 + 0-> 0 OAc + CH, (0Ac) „+ HOAc 3 22 acid 2 2

Als sterk zuur neemt men zwavelzuur of monoperzwavelzuur H^SO^ (CaroT s zuur).The strong acid used is sulfuric acid or monoper sulfuric acid H 2 SO 4 (CaroT acid).

Bij gebruik van azijnzuur en fosforpentoxyde 10 luidt de reactievergelijking: 0CHo + 3 HOAc + 2 Po0, + 0o > 0 OAc + CHo(0Ac)o + 4 HP0o 3 2 5 2 zuur 2 2 3When acetic acid and phosphorus pentoxide 10 are used, the reaction equation is: 0CHo + 3 HOAc + 2 Po0, + 0o> 0 OAc + CHo (0Ac) o + 4 HP0o 3 2 5 2 acid 2 2 3

Natuurlijk is deze werkwijze evenzeer toepasbaar op andere methylbenzenen dan tolueen, dus ook op xylenen en trimethylbenzenen zoals mesityleen en pseudocumeen, enz.Of course, this method is equally applicable to methylbenzenes other than toluene, including xylenes and trimethylbenzenes such as mesitylene and pseudocumene, etc.

15 In het algemeen gebeurt deze werkwijze door oxydatie van het gekozen methylbenzeen met lucht of zuurstof in vloeistoffase, bij een druk van tenminste 1 atmosfeer en bij temperaturen van eventueel slechts 80°C. Er ontstaan dan equimolecu-laire hoeveelheden fenylacetaat en methyleendiacetaat, samen met 20 azijnzuur en kleinere hoeveelheden van bepaalde van methylbenzeen afgeleide bijprodukten. Het fenylacetaat en het methyleendiacetaat kunnen, nadat ze gescheiden zijn, gepyrolyseerd worden tot respectievelijk de overeenkomstige fenolische verbinding en formaldehyde, terwijl het azijnzuur op bekende wijze teruggewonnen en weer in 25 azijnzuuranhydride omgezet kan worden, waarna het voor de volgende stap weer beschikbaar is.In general, this process is carried out by oxidation of the selected methylbenzene with air or oxygen in liquid phase, at a pressure of at least 1 atmosphere and at temperatures of possibly only 80 ° C. Equimolecular amounts of phenylacetate and methylene diacetate are then formed, along with acetic acid and smaller amounts of certain by-products derived from methylbenzene. The phenyl acetate and the methylenediacetate, after being separated, can be pyrolyzed to the corresponding phenolic compound and formaldehyde, respectively, while the acetic acid can be recovered in a known manner and converted back into acetic anhydride, after which it is available again for the next step.

Men ziet dus dat, in tegenstelling tot bij de bestaande techniek, de oxydatie onder zeer milde omstandigheden kan verlopen als men maar een klein beetje benzaldehyd aan het re-30 actiemengsel toevoegt.It is thus seen that, in contrast to the prior art, the oxidation can proceed under very mild conditions if only a small amount of benzaldehyde is added to the reaction mixture.

Zoals reeds gezegd zijn de uitgangsstoffen een methylbenzeen, zoals tolueen, xyleen (o, m of p) c£ trimethyl-benzeen (zoals mesityleen of pseudocumeen), azijnzuuranhydride en zuurstof of lucht, in aanwezigheid van een sterk zure katalysator, 35 bij voorkeur ^SO^, en wat nieuw is, een beetje benzaldehyd. De gewichtsverhouding tussen methylbenzeen en azijnzuuranhydride moet 790 8 0 08 4 3 ·* bij voorkeur tussen 50:1 en 1:10 liggen, het beste tussen 10:1 en 2:1, terwijl de gewichtsverhouding tussen ^SO^ en methylbenzeen in het algemeen tussen 1:2000 en 1:50 moet liggen, bij voorkeur tussen 1:1000 en 1:200. Per mol methylbenzeen gebruikt men 0,01 5 tot 1,0 gmol, bij voorkeur 0,05 tot 0,10 gmol benzaldehyd. Indien men Se^ruikt neemt men daarvan 1 gmol per 1 tot 20 gmol (bij voorkeur 2 tot 5 gmol) azijnzuur.As already mentioned, the starting materials are a methylbenzene, such as toluene, xylene (o, m or p) trimethylbenzene (such as mesitylene or pseudocumene), acetic anhydride and oxygen or air, in the presence of a strongly acidic catalyst, preferably SO ^, and what's new, a little benzaldehyde. The weight ratio between methylbenzene and acetic anhydride should be 790 8 0 08 4 3 *, preferably between 50: 1 and 1:10, most preferably between 10: 1 and 2: 1, while the weight ratio between SO 2 and methylbenzene in general should be between 1: 2000 and 1:50, preferably between 1: 1000 and 1: 200. 0.01 to 1.0 g mol, preferably 0.05 to 0.10 g mol, of benzaldehyde are used per mole of methylbenzene. If one smells Se, 1 gmole per 1 to 20 gmole (preferably 2 to 5 gmole) of acetic acid is taken therefrom.

Desgewenst kan de reactie in overmaat methylbenzeen als oplosmiddel verlopen, maar ook in een geschikt orga-10 nisch oplosmiddel zoals benzeen of chloorbenzeen.If desired, the reaction can proceed in excess of methylbenzene as a solvent, but also in a suitable organic solvent such as benzene or chlorobenzene.

Verder is gevonden dat persulfaten, zoals na-triumpersulfaat, kaliumpersulfaat, perzwavelzuur en permonozwavelzuur (Caro's zuur) deze reactie effectief versnellen. Deze promotoren kunnen gebruikt worden in hoeveelheden van 1 tot 100 mg per g 15 methylbenzeen.Furthermore, it has been found that persulfates, such as sodium persulfate, potassium persulfate, per sulfuric acid and permon sulfuric acid (Caro's acid) effectively accelerate this reaction. These promoters can be used in amounts from 1 to 100 mg per g of methylbenzene.

De reactie, waarbij zuurstof of een overeenkomstige hoeveelheid lucht gebruikt wordt, kan (zoals reeds vermeld) onder betrekkelijk milde omstandigheden verlopen, dat wil zeggen bij temperaturen van tenminste 80°C en tot 150°C toe, bij 20 voorkeur bij temperaturen tussen 90° en 120°C, en bij lucht- of « zuurstofdrukken van tenminste 1 atmosfeer, tot 10 atmosfeer toe, met voorkeur voor zowel de lagere temperaturen als de lagere drukken.The reaction using oxygen or a corresponding amount of air can (as already mentioned) proceed under relatively mild conditions, ie at temperatures of at least 80 ° C and up to 150 ° C, preferably at temperatures between 90 ° and 120 ° C, and at air or oxygen pressures of at least 1 atmosphere, up to 10 atmospheres, preferably for both the lower temperatures and the lower pressures.

Het reactiemengsel, dat het fenylacetaat, het 25 methyleendiacetaat en het azijnzuur bevat, alsmede kleinere hoeveel-* heden bijprodukten, wordt dan op gebruikelijke wijze behandeld zodat daaruit de zure katalysator verwijderd wordt, waarna de beide acetaten door vacuumdestillatie gescheiden kunnen worden. Het afgescheiden fenylacetaat wordt dan door pyrolyse in fenol, cresol of 30 zo omgezet. Dit gebeurt op gebruikelijke wijze door het acetaat tot temperaturen tussen 500° en 1000°C (bij voorkeur omstreeks 625°C) te verhitten, bij voorkeur in aanwezigheid van een katalysator zoals triethylfosfaat, waarna men op gebruikelijke wijze de gewenste produkten afscheidt. Op eenzelfde wijze leidt de pyrolyse van 35 methyleendiacetaat tot formaldehyd en azijnzuuranhydride. Deze pyrolyse gebeurt op gebruikelijke wijze in één stap in een homogene 790 8 Q 08 t· 'V 4 gasfase, bij 450° tot 550°C enónder verlaagde druk. Eventueel teruggewonnen azijnzuur kan weer in azijnzuuranhydride omgezet worden zodat men het bij de volgende oxydatie kan benutten; dit kan gemakkelijk gebeuren, bijvoorbeeld door het bij kamertemperatuur in 5 vloeistoffase met keteen te laten reageren.The reaction mixture containing the phenyl acetate, the methylene diacetate and the acetic acid, as well as smaller amounts of by-products, is then treated in the usual manner so that the acid catalyst is removed therefrom, after which the two acetates can be separated by vacuum distillation. The separated phenyl acetate is then converted by pyrolysis into phenol, cresol or the like. This is done in the usual manner by heating the acetate to temperatures between 500 ° and 1000 ° C (preferably around 625 ° C), preferably in the presence of a catalyst such as triethyl phosphate, after which the desired products are separated in the usual manner. Likewise, the pyrolysis of methylene diacetate leads to formaldehyde and acetic anhydride. This pyrolysis is carried out in a usual manner in one step in a homogeneous 790 8 Q 08 t 4 V gas phase, at 450 ° to 550 ° C and under reduced pressure. Any recovered acetic acid can be converted back into acetic anhydride so that it can be used in the next oxidation; this can easily be done, for example, by reacting it with liquid at room temperature in a liquid phase.

Bij een nadere uitwerking van deze uitvinding is gevonden dat bij gebruik van azijnzuuranhydride verrassenderwijs naast het fenylacetaat direct paraformaldehyde kan ontstaan, ook onder milde omstandigheden, indien (1) de verhouding tussen 10 azijnzuuranhydröe en methylbenzeen zodanig ingesteld wordt dat de selectieve vorming van formaldehyde en fenylacetaat begunstigd wordt, en (2) de stroom lucht of zuurstof door het reactiemengsel voldoende is om het formaldehyde naarmate het ontstaat te verwijderen.In a further elaboration of this invention, it has been found that when acetic anhydride is used, surprisingly paraformaldehyde can be formed directly next to the phenyl acetate, also under mild conditions, if (1) the ratio between acetic anhydride and methylbenzene is adjusted such that the selective formation of formaldehyde and phenylacetate is favored, and (2) the flow of air or oxygen through the reaction mixture is sufficient to remove the formaldehyde as it arises.

De gang van zaken kan dan voorgesteld worden door de volgende ver-15 gelijking: 0CH3 + Ac20 + 02 > 0OAc + CH20 + HOAc 2 4The course of events can then be represented by the following equation: 0CH3 + Ac20 + 02> 0OAc + CH20 + HOAc 2 4

Men ziet dus dat door de beperking van de hoeveelheid azijnzuuranhydride de reactie in dit geval verrassenderwijs gestuurd wordt naar de selectieve vorming van fenylacetaat 20 en formaldehyde, met in hoofdzaak uitsluiting van methyleendiace-taat. Als deze modificatie vergezeld gaat van een behoorlijke en aanhoudende stroom lucht of zuurstof komen formaldehyde-dampen uit de oplossing en worden ze samen met het azijnzuur en ondergeschikte hoeveelheden bijprodukt gecondenseerd en afgescheiden. Zoals reeds 25 vermeld kan het fenylacetaat dan tot een fenol gepyrolyseerd worden.Thus, it is seen that by limiting the amount of acetic anhydride, the reaction in this case is surprisingly directed to the selective formation of phenyl acetate and formaldehyde, essentially excluding methylene diacetate. When this modification is accompanied by a substantial and sustained flow of air or oxygen, formaldehyde vapors are released from the solution and condensed and separated along with the acetic acid and minor amounts of by-product. As already mentioned, the phenyl acetate can then be pyrolyzed to a phenol.

In het algemeen gaat deze oxydatie van methylbenzeen. met lucht of zuurstof in vloeistoffase, bij een druk van tenminste 1 atmosfeer en bij een temperatuur die slechts 80°C hoeft te zijn. Na afscheiden en winnen van het fenylacetaat en het para-30 formaldehyd kan het azijnzuur op bekende wijze teruggewonnen en weer in azijnzuuranhydride omgezet worden. Om deze vondst ten volle te benutten is het nodig het azijnzuuranhydride in een zodanig debiet aan het reactiemengsel toe te voegen dat er genoeg azijnzuuranhydride aanwezig is om met het ene oxydatieprodukt van het tolueen 35 (het fenol) te reageren tot fenylacetaat, maar niet genoeg om het andere oxydatieprodukt (formaldehyd) onder de reactie-omstandighe- 790 8 0 08 f 5 »► den in methyleendiacetaat om te zetten. Dit kan gemakkelijk gebeuren door de aanvoer van het azijnzuuranhydride te matigen, met bijvoorbeeld de uitkomsten van chromatografische analysis als richtsnoer.In general, this oxidation of methylbenzene continues. with air or oxygen in liquid phase, at a pressure of at least 1 atmosphere and at a temperature which only needs to be 80 ° C. After separating and recovering the phenyl acetate and the para-formaldehyde, the acetic acid can be recovered in a known manner and converted back into acetic anhydride. To take full advantage of this finding, it is necessary to add the acetic anhydride to the reaction mixture at such a rate that there is enough acetic anhydride to react with the one oxidation product of the toluene (the phenol) to phenyl acetate, but not enough to convert the other oxidation product (formaldehyde) into methylene diacetate under the reaction conditions. This can easily be done by moderating the supply of the acetic anhydride, for example using the results of chromatographic analysis as a guideline.

5 Hoeveelheden en aanvoersnelheden van lucht of zuurstof zijn niet zo belangrijk, maar er moet in ieder geval genoeg zijn om zowel het methylbenzeen te oxyderen als het ontstaande formaldehyd af te voeren. Dus is het alleen van wezenlijk belang dat er een aanhoudende stroom zuurstof of lucht is. In het alge-10 meen kan men zeggen dat de hoeveelheid gas kan variëren van 1 tot 100 vol.dln per volume vloeibaar reactiemengsel per eenheid van tijd, en bij voorkeur neme men 10 vol.dln gas per minuut per vol.dl reactiemengsel.5 Amounts and supply rates of air or oxygen are not so important, but at least there must be enough to both oxidize the methylbenzene and to remove the resulting formaldehyde. So it is only essential that there is a sustained flow of oxygen or air. Generally, it can be said that the amount of gas can range from 1 to 100 parts by volume per volume of liquid reaction mixture per unit time, and preferably 10 parts by volume of gas per minute per volume part of reaction mixture.

De reactie gebeurt in aanwezigheid van een 15 zuur als katalysator, bij voorkeur ^SO^, en benzaldehyd. De gewichtsverhouding tussen ^SO^ en methylbenzeen ligt in het algemeen tussen 1:2000 en 1:100, bij voorkeur tussen 1:1000 en 1:200, terwijl de hoeveelheid benzaldehyd tussen 0,01 en 1,0 gmol, bij voorkeur tussen 0,05 en 0,10 gmol per mol alkylbenzeen bedraagt.The reaction takes place in the presence of an acid as a catalyst, preferably 2 SO 2, and benzaldehyde. The weight ratio between SO 2 and methylbenzene is generally between 1: 2000 and 1: 100, preferably between 1: 1000 and 1: 200, while the amount of benzaldehyde is between 0.01 and 1.0 µmol, preferably between 0 0.05 and 0.10 gmole per mole of alkylbenzene.

20 Desgewenst kan het reactiemengsel in overmaat methylbenzeen als oplosmiddel gebeuren, maar ook in een geschikt organisch oplosmiddel zoals benzeen, chloorbenzeen of azijnzuur.If desired, the reaction mixture can be carried out in excess of methylbenzene as a solvent, but also in a suitable organic solvent such as benzene, chlorobenzene or acetic acid.

Dit laatste verdient de voorkeur daar men dan een betere selectiviteit waarneemt. Om een snelle reactie in azijnzuur te krijgen ge-25 bruikt men een promotor zoals Caro’s zuur, en dan in een hoeveelheid van 10-100 gew.% betrokken op de hoeveelheid azijnzuuranhydride.The latter is preferable since better selectivity is observed. To obtain a rapid reaction in acetic acid, a promoter such as Caro's acid is used, and then in an amount of 10-100 wt% based on the amount of acetic anhydride.

Het formaldehyd kan hetzij als monomeer hetzij (en bij voorkeur) als vast polymeer opgevangen worden; het 30 paraformaldehyd zet zich als vaste stof op een koud oppervlak benedenstrooms de reactor af.The formaldehyde can be collected either as a monomer or (and preferably) as a solid polymer; the paraformaldehyde deposits as a solid on a cold surface downstream of the reactor.

Het reactiemengsel, dat het fenylacetaat en kleinere hoeveelheden azijnzuur, van methylbenzeen afgeleide bijprodukten e.d. bevat, wordt dan op bekende wijze behandeld zo-35 dat de zure katalysator eruit verwijderd wordt, waarna het acetaat door vacuumdestillatie gewonnen kan worden.The reaction mixture containing the phenyl acetate and smaller amounts of acetic acid, by-products derived from methylbenzene and the like is then treated in a known manner such that the acid catalyst is removed therefrom and the acetate can be recovered by vacuum distillation.

790 8 0 08 tr 6 »790 8 0 08 tr 6 »

De uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de hand van de hierbij behorende, niet beperkende voorbeelden, waarbij voorbeelden I en X het gebruik van azijnzuuranhydride toelichten en voorbeelden XI t/m XIII het gebruik van de combinatie van azijn-5 zuur en fosforpentoxyde; voorbeelden XIV en XV lichten de omzetting van fenylacetaat en methyleendiacetaat in respectievelijk fenol en formaldehyd toe, en voorbeelden XVI en XVIII betreffen de directe vorming van formaldehyd en paraformaldehyd onder bepaalde reactie-omstandigheden.The invention is now further illustrated by the accompanying, non-limiting examples, Examples I and X illustrating the use of acetic anhydride and Examples XI through XIII using the combination of acetic acid and phosphorus pentoxide; Examples XIV and XV illustrate the conversion of phenyl acetate and methylene diacetate into phenol and formaldehyde, respectively, and Examples XVI and XVIII relate to the direct formation of formaldehyde and paraformaldehyde under certain reaction conditions.

10 Voorbeeld IExample I

In een manometrisch oxydatie-apparaat met gas-recirculatie werden gebracht: tolueen 21,4 ml ' azijnzuuran- 15 hydride 4,0 ml zwavelzuur 1 druppel (ca 30 mg).Into a manometric oxidation apparatus with gas recirculation were added: toluene 21.4 ml acetic anhydride 4.0 ml sulfuric acid 1 drop (approx. 30 mg).

De lucht van het apparaat werd verdreven door stikstof en het reactiemengsel werd op een temperatuur van 101-3°C gebracht. Toen de temperatuur de gewenste waarde bereikt had werd 20 de stikstof vervangen door zuivere zuurstof en werd de recircula-tiepomp aangezet, welke 300-400 ml/min. zuurstof in de vloeistof blies. De gasopname werd met een verdringingsmethode gemeten in een met kwikzilver gevulde buret. Zo nu en dan werden vloeistof-monsters getrokken en deze werden op standaardwijze gaschromatogra-25 fisch geanalyseerd. Er was onder deze omstandigheden geen meetbare zuurstof-opname en er ontstonden geen oxydatieprodukten. Na 2 uur en 25 minuten werd 0,49 g benzoylperoxyde, een initiator van vrije radicalen, toegevoegd, en werd het reactiemengsel nog 2 uur. en 35 minuten in de gaten gehouden. Er was nu een langzame zuurstof-opname, 30 in totaal 185 ml. Daarna werd ook dit reactiemengsel gaschromato-grafisch onderzocht.The air from the device was expelled by nitrogen and the reaction mixture was brought to a temperature of 101-3 ° C. When the temperature reached the desired value, the nitrogen was replaced with pure oxygen and the recirculation pump was started, which was 300-400 ml / min. blew oxygen into the liquid. Gas uptake was measured in a burette filled with mercury using a displacement method. Liquid samples were occasionally taken and these were analyzed by gas chromatography in a standard manner. Under these conditions, there was no measurable oxygen uptake and no oxidation products. After 2 hours and 25 minutes, 0.49 g of benzoyl peroxide, a free radical initiator, was added, and the reaction mixture continued for 2 hours. and watched for 35 minutes. There was now a slow oxygen uptake, a total of 185 ml. This reaction mixture was then also examined by gas chromatography.

In deze analysis, en ook in die van de volgende voorbeelden, zijn de opgegeven gewichtsprocenten genormaliseerd op basis van de volgende verbindingen: 35 methyleendiacetaat (MDA.), benzaldehyd (BAL), fenylacetaat (FA), benzylacetaat (BA), fenoxymethylacetaat (FOMA) en andere, niet ge- 790 8 0 08 f 7 %* identificeerde produkten die in een gaschromatogram in die buurt optreden. Hoewel benzaldehyd een toegevoegde stof is wordt het gemakshalve ook bij de produkten gerekend, daar het in de gas-chromatogrammen steeds in de buurt van de tolueen-oxydatie-5 produkten verschijnt.In this analysis, as well as in the following examples, the weight percentages given are normalized based on the following compounds: methylene diacetate (MDA.), Benzaldehyde (BAL), phenyl acetate (FA), benzyl acetate (BA), phenoxymethyl acetate (FOMA ) and other unidentified 790 8 0 08 f 7% * products appearing in a gas chromatogram nearby. Although benzaldehyde is an additive, it is conveniently included in the products as well, since it always appears in the gas chromatograms in the vicinity of the toluene oxidation products.

Het reactiemengsel van dit eerste voorbeeld bevatte, op deze genormaliseerde basis, minder dan I % methyleen-diacetaat (MDA) en minder dan 3 % fenylacetaat (FA). De hoofd-produkten waren 28 % benzylacetaat, 26 % benzylideendiacetaat (BDA) 10 en nog een aantal niet geïdentificeerde produkten.The reaction mixture of this first example contained, on this normalized basis, less than 1% methylene diacetate (MDA) and less than 3% phenyl acetate (FA). The main products were 28% benzyl acetate, 26% benzylidene diacetate (BDA) 10 and a number of other unidentified products.

Voorbeeld IIExample II

In de reactor werden gebracht:The following were introduced into the reactor:

Tolueen 21,4 mlToluene 21.4 ml

Azijnzuuranhydride 4,0 ml 15 Zwavelzuur 1 druppel (ca 30 mg)Acetic anhydride 4.0 ml 15 Sulfuric acid 1 drop (approx. 30 mg)

De reactie werd gedurende 1 uur op eenzelfde wijze uitgevoerd als in voorbeeld I. Er was geen zuurstof-opname, en nadat ene uur werden 1,0 ml benzaldehyd en 3 druppels zwavelzuur toegevoegd. De zuurstof-opname begon nu na enige minuten, en na 20 in totaal 3 uur en 50 minuten was 636 ml zuurstof opgenomen. Ana- t lyse van het vloeibare reactiemengsel toonde 10 % MDA en I1 Z FA aan, samen met 20 % BA en 12 % FOMA (een voorloper van zowel FA als MDA).The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 for 1 hour. There was no oxygen uptake, and after one hour 1.0 ml of benzaldehyde and 3 drops of sulfuric acid were added. The oxygen uptake now started after a few minutes, and after 20 a total of 3 hours and 50 minutes 636 ml of oxygen had been taken up. Analysis of the liquid reaction mixture showed 10% MDA and 11 Z FA along with 20% BA and 12% FOMA (a precursor to both FA and MDA).

Voorbeeld IIIExample III

25 In de reactor werden gebracht:25 The following were introduced into the reactor:

Tolueen 21,4 mlToluene 21.4 ml

Azijnzuuranhydride 4,0 mlAcetic anhydride 4.0 ml

Zwavelzuur 1 druppel (30 mg).Sulfuric acid 1 drop (30 mg).

De reactie werd aanvankelijk als in voorbeeld 30 I uitgevoerd, en in 4 uur en 16 minuten was er slechts een te verwaarlozen zuurstof-opname. Nu werden 1,0 ml benzaldehyd en 0,56 g kaliumpersulfaat toegevoegd. De zuurstof-opname begon nu na enige minuten en na afloop van 7 uren en 33 minuten was er in totaal 712 ml zuurstof opgenomen. Afgaande op het zuurs to f-verbruik was 35 ca 10 % van het tolueen omgezet. Analyse van het vloeibaar reactiemengsel toonde 10 % MDA,12 % FA, 16 % BAC en 10 % FOMA aan.The reaction was initially run as in Example 30I, and in 4 hours and 16 minutes there was only negligible oxygen uptake. 1.0 ml of benzaldehyde and 0.56 g of potassium persulfate were now added. The oxygen uptake now started after a few minutes and after 7 hours and 33 minutes a total of 712 ml of oxygen had been absorbed. Based on the acid to consumption, about 10% of the toluene had been converted. Analysis of the liquid reaction mixture showed 10% MDA, 12% FA, 16% BAC and 10% FOMA.

790 8 0 08790 8 0 08

FF

tr 8tr 8

Voorbeeld IVExample IV

In de reactor werden gebracht:The following were introduced into the reactor:

Tolueen 21,4 mlToluene 21.4 ml

Azijnzuuranhydride 4,0 ml 5 Azijnzuur 12,0 mlAcetic anhydride 4.0 ml 5 Acetic acid 12.0 ml

Benzaldehyd 2,0 mlBenzaldehyde 2.0 ml

Droog Caro’s zuur 0,25 gDry Caro's acid 0.25 g

Zwavelzuur 3 druppels (ca 100 mg)Sulfuric acid 3 drops (approx. 100 mg)

De reactie werd aanvankelijk als in voor-10 beeld I uitgevoerd en na 2 uur en 20 minuten werd een vloeibaar monster getrokken; hierin bleek 12 % MDA, 11 % FA en 9,5 % FOMA gevormd te zijn. In totaal werd de reactie 6 uur en 55 minuten voortgezet. Na 3 uur en 34 minuten was nog eens 2,0 ml azijnzuuranhydride toegevoegd, én na 6 uur en 4 minuten 0,25 g droog Caro’s zuur.The reaction was initially run as in Example 10 and a liquid sample was taken after 2 hours and 20 minutes; it was found to have formed 12% MDA, 11% FA and 9.5% FOMA. In total, the reaction was continued for 6 hours and 55 minutes. After 3 hours and 34 minutes another 2.0 ml of acetic anhydride was added, and after 6 hours and 4 minutes 0.25 g of dry Caro's acid.

15 Het uiteindelijke reactiemengsel bleek bij analyse 20 % MDA, 19 % FA, 13 % BA en 4 % FOMA te bevatten. De totale zuurstof-opname was 490 ml, waarbij 1,6 mgmol C02 gevormd was.The final reaction mixture was found to contain 20% MDA, 19% FA, 13% BA and 4% FOMA upon analysis. Total oxygen uptake was 490 ml to form 1.6 mg mol CO2.

Voorbeeld VExample V

In de reactor werden gebracht: 20 Tolueen 21,4 mlInto the reactor were charged: 20 Toluene 21.4 ml

Azijnzuuranhydride 4,0 mlAcetic anhydride 4.0 ml

Azijnzuur 12,0 mlAcetic acid 12.0 ml

Benzaldehyd 1,0 mlBenzaldehyde 1.0 ml

Co-stearaat 7,4 mg 25 De reactie werd als in voorbeeld I uitgevoerd.Co-stearate 7.4 mg. The reaction was carried out as in Example I.

Na 3 uur en 15 minuten was er 514 ml zuurstof opgenomen. Het reactiemengsel bleek 16 % MDA, 5 % FA en 7 % FOMA te bevatten.After 3 hours and 15 minutes, 514 ml of oxygen was taken up. The reaction mixture was found to contain 16% MDA, 5% FA and 7% FOMA.

Voorbeeld VIExample VI

In de reactor werden gebracht: 30 Tolueen 21,4 mlInto the reactor were charged: Toluene 21.4 ml

Azijnzuuranhydride 8,0 mlAcetic anhydride 8.0 ml

Azijnzuur 12,0 mlAcetic acid 12.0 ml

Benzaldehyd 1,0 mlBenzaldehyde 1.0 ml

NaB03.4H20 1,54 g 35 Zwavelzuur 3 druppels (M00 mg) ' De reactie gebeurde als in voorbeeld I. Na 3 790 80 08 i 9 v uur en 22 minuten was er 780 ml zuurstof opgenomen. De analyse van het vloeibare reactieprodukt toonde 14 % MDA, minder dan 2 % FA, 37 % benzaldehyde en 34 % andere produkten aan.NaB03.4H2 O 1.54 g 35 Sulfuric acid 3 drops (M00 mg). The reaction was carried out as in Example 1. After 3 790 80 08 9 hours and 22 minutes, 780 ml of oxygen had been taken up. The analysis of the liquid reaction product showed 14% MDA, less than 2% FA, 37% benzaldehyde and 34% other products.

Voorbeeld VIIExample VII

5 In de reactor werden gebracht:5 The following were introduced into the reactor:

Tolueen 42,8 mlToluene 42.8 ml

Azijnzuuranhydride 8,0 mlAcetic anhydride 8.0 ml

Zwavelzuur 2 druppels (ca 70 mg)Sulfuric acid 2 drops (approx. 70 mg)

De reactie gebeurde als in voorbeeld I. In 10 de loop van de oxydatie werden alsnog toegevoegd: 0,6 ml cyclo-hexanon over 40 minuten (van 35 min. tot 75 min.), 66 mg azobis-isobutyronitril na 186 minuten, 200 mg kaliumpersulfaat na 300 minuten. De reactie werd in totaal 10 uur en 27 minuten voortgezet, waarbij in totaal 790 ml zuurstof opgenomen werd. Slechts sporen 15 van de gewenste produkten FA en MDA werden in het reactiemengsel gevonden.The reaction was carried out as in Example 1. In the course of the oxidation, 0.6 ml of cyclohexanone over 40 minutes (from 35 min. To 75 min.), 66 mg of azobis-isobutyronitrile after 186 minutes, 200 were added. mg of potassium persulfate after 300 minutes. The reaction was continued for a total of 10 hours and 27 minutes, taking in a total of 790 ml of oxygen. Only traces of the desired products FA and MDA were found in the reaction mixture.

Voorbeeld VIIIExample VIII

In de reactor werden gebracht: p-Xyleen 24,1 ml 20 Azijnzuuranhydride 4,0 mlInto the reactor were charged: p-Xylene 24.1 ml 20 Acetic anhydride 4.0 ml

Benzaldehyd 1,0 mlBenzaldehyde 1.0 ml

Droog Caro's zuur . 0,5 gDry Caro's acid. 0.5 g

Zwavelzuur 3 druppels (M00 mg)Sulfuric acid 3 drops (M00 mg)

Chloorbenzeen 1,0 ml 25 (als interne standaard)Chlorobenzene 1.0 ml 25 (as internal standard)

De reactie gebeurde als in voorbeeld I; de reactietemperatuur was 104-7°C en na 4 uur was de totale zuur-stof-opname 582 ml. Analyse van het reactiemengsel toonde 28 % p-cresylacetaat en 16 % methyleendiacetaat aan; ook was er 7,5 mg-30 mol CO2 ontstaan.The reaction was carried out as in example I; the reaction temperature was 104-7 ° C and after 4 hours the total oxygen uptake was 582 ml. Analysis of the reaction mixture showed 28% p-cresyl acetate and 16% methylene diacetate; 7.5 mg-30 moles of CO2 had also been generated.

Voorbeeld IXExample IX

In een schudautoclaaf van 300 ml werden gebracht: 35 790 80 08 , 10Into a 300 ml shaking autoclave were placed: 35 790 80 08, 10

PP

\\

Tolueen 43,0 mlToluene 43.0 ml

Azijnzuuranhydride 8,0 mlAcetic anhydride 8.0 ml

Benzaldehyd 2,0 mlBenzaldehyde 2.0 ml

Droog Caro’s zuur 1,0 g 5 Zwavelzuur 0,11 gDry Caro's Acid 1.0 g 5 Sulfuric Acid 0.11 g

In de autoclaaf werden bij. kamertemperatuur 8,4 ata zuurstof en 11,9 ata stikstof geperst, dus in totaal 20,3 ata, en de autoclaaf werd over 30 minuten tot 120°C verhit. Het mengsel werd 3 uur en 35 minuten op 115-120°C gehouden, waardoor 10 een drukval van in totaal 4,5 ata optrad. Analyse van het oxydatie-produkt toonde 17 % FA, 24 % MDA en 8 % F0MA aan.In the autoclave, bee. room temperature pressed 8.4 ata oxygen and 11.9 ata nitrogen, so a total of 20.3 ata, and the autoclave was heated to 120 ° C over 30 minutes. The mixture was kept at 115-120 ° C for 3 hours and 35 minutes, causing a pressure drop of 4.5 ata in total. Analysis of the oxidation product showed 17% FA, 24% MDA and 8% FOMA.

Voorbeeld XExample X.

In een schudautoclaaf van 300 ml werden gebracht: 15 Tolueen 50 mlInto a 300 ml shaking autoclave: 15 Toluene 50 ml

Azijnzuuranhydride 11,4 mlAcetic anhydride 11.4 ml

Zwavelzuur 0,11 gSulfuric acid 0.11 g

In de autoclaaf werden bij kamertemperatuur 2,1 ata zuurstof en 10,2 ata stikstof geperst, dus in totaal 12,3 20 ata. De reactor werd 8 uur op 130°C gehouden, waarbij geen druk-verlaging optrad en na afloop werden ook geen oxydatieprodukten gevonden.In the autoclave, 2.1 ata oxygen and 10.2 ata nitrogen were pressed at room temperature, so a total of 12.3 20 ata. The reactor was kept at 130 ° C for 8 hours with no pressure drop occurring and no oxidation products were found afterwards.

Voorbeeld XIExample XI

In een manometrisch oxydatie-apparaat met 25 gasrecirculatie werden onder stikstof gebracht:In a manometric oxidation apparatus with gas recirculation were placed under nitrogen:

Tolueen 21,4 mlToluene 21.4 ml

Azijnzuur 12,0 mlAcetic acid 12.0 ml

Benzaldehyd 1,0 mlBenzaldehyde 1.0 ml

Fosforpentoxyde 2,5 g 30 Droog Caro’s zuur 0,5 gPhosphorus pentoxide 2.5 g 30 Dry Caros acid 0.5 g

Het reaetiemengsel werd tot 102°C opgewarmd, de stikstof werd door zuivere zuurstof vervangen, en de gasrecir-culatiepomp werd aangezet, waardoor 350 ml/min. zuurstof onder het vloeistofoppervlak geblazen werd. De zuurstof-opname werd door 35 verdringing gemeten in een met kwikzilver gevulde buret. Zo nu en dan wer-den vloeistofmonsters getrokken en deze werden op bekende 790 8 0 08 * π wijze door gaschromatografie geanalyseerd.The reaction mixture was warmed to 102 ° C, the nitrogen was replaced with pure oxygen, and the gas recirculation pump was turned on, giving 350 ml / min. oxygen was blown below the liquid surface. Oxygen uptake was measured by displacement in a mercury-filled burette. Liquid samples were occasionally taken and analyzed by gas chromatography in a known 790 8 0 08 * π manner.

Na 1 uur en 15 minuten was 197 ml zuurstof opgenomen, en het reactiemengsel bevatte toen 8 % MDA, 30 %After 1 hour and 15 minutes, 197 ml of oxygen was taken up, and the reaction mixture then contained 8% MDA, 30%

BAL, 23 % FA, 5 % BA en 34 % niet geïdentificeerde produkten. De 5 reactie werd in totaal 5 uur voortgezet, en toen bevatte het reac-tieprodukt 14 % MDA, 30 % BAL, 20 % FA, 3 % BA en 33 % overigen. Voorbeeld XIIBAL, 23% FA, 5% BA and 34% unidentified products. The reaction was continued for a total of 5 hours, and then the reaction product contained 14% MDA, 30% BAL, 20% FA, 3% BA, and 33% others. Example XII

In een schudautoclaaf van 300 ml werden gebracht: 10 Tolueen 43,0 mlInto a 300 ml shaking autoclave were placed: 10 Toluene 43.0 ml

Azijnzuuranhydride 2,0 mlAcetic anhydride 2.0 ml

Azijnzuur 16,0 mlAcetic acid 16.0 ml

Benzaldehyd 2,0 mlBenzaldehyde 2.0 ml

Droog Caro’s zuur 1,0 g 15 Fosforpentoxyde 5,0 gDry Caro's Acid 1.0 g 15 Phosphorus Pentoxide 5.0 g

Zwavelzuur 0,11 gSulfuric acid 0.11 g

In de autoclaaf werden 8,4 ata zuurstof enIn the autoclave, 8.4 ata of oxygen and

11,9 ata stikstof geperst, de autoclaaf werd in 30 minuten tot 120°CPressed 11.9 ata of nitrogen, the autoclave was heated to 120 ° C in 30 minutes

verhit en 1 uur en 25 minuten daarop gehouden. Daarin trad een 20 drukverlaging van 2,2 ata op. Het reactiemengsel werd overeenkom- stig de voorafgaande voorbeelden geanalyseerd en het bleek 21 % MDA, 18 % BAL, 21 % FA, 5 % BA, 8 % F0MA en 26 % overigen te bevatten.heated and held for 1 hour and 25 minutes. In it, a pressure drop of 2.2 ata occurred. The reaction mixture was analyzed according to the previous examples and found to contain 21% MDA, 18% BAL, 21% FA, 5% BA, 8% FOMA and 26% others.

Voorbeeld XIIIExample XIII

25 In de manometrische reactor met gasrecircula tie werden gebracht:25 Into the manometric reactor with gas recirculation were introduced:

Tolueen 21,4 mlToluene 21.4 ml

Azijnzuur 12,0 mlAcetic acid 12.0 ml

Benzaldehyd 1,0 ml 30 Droog Caro's zuur 0,5 gBenzaldehyde 1.0 ml 30 Dry Caro's Acid 0.5 g

MgS04 3,0 gMgSO4 3.0 g

De reactie gebeurde overeenkomstig voorbeeld I bij 103°C. Door gaschromatografie waren er toen geen oxydatie-produkten in het reactiemengsel waarneembaar.The reaction was carried out in accordance with Example I at 103 ° C. By gas chromatography, no oxidation products were then detectable in the reaction mixture.

35 Voorbeeld HV35 Example HV

Pyrolyse van methyleendiacetaat tot para- 790 8 0 08 12 formaldehyd en azijnzuuranhydrïde kan op bekende wijze bij 500°C gebeuren. Maar anderzijds kan de pyrolyse van methyleendiacetaat ook bij ongeveer 300°C gebeuren onder invloed van 5 % NaCl op silicagel als katalysator. Het methyleendiacetaat, opgelost in 5 n-hexaan, wordt met een ruimtesttelheid van 900 per uur geleid door een buis van passief gemaakt staal die opgevuld is met de gedroogde en gecalcineerde katalysator. Benedenstrooms van de reactor vangt men paraformaldehyd en azijnzuuranhydrïde op bekende wijze op.De selectiviteit ligt boven 93 % voor azijnzuuranhydrïde en boven 10 95 % voor paraformaldehyd.Pyrolysis of methylene diacetate to para 790 8 0 08 12 formaldehyde and acetic anhydride can be carried out in known manner at 500 ° C. On the other hand, the pyrolysis of methylene diacetate can also take place at about 300 ° C under the influence of 5% NaCl on silica gel as a catalyst. The methylenediacetate, dissolved in 5 n-hexane, is passed at a space count of 900 per hour through a passive steel tube filled with the dried and calcined catalyst. Downstream of the reactor, paraformaldehyde and acetic anhydride are collected in known manner. The selectivity is above 93% for acetic anhydride and above 95% for paraformaldehyde.

Voorbeeld XVExample XV

Pyrolyse van fenylacetaat tot fenol en keteen gebeurt door verhitten op 625°C in een goed geconditioneerde buis-reactor. Het effluent wordt gecondenseerd tot een vloeistof die 15 84 % fenol bevat, en de opbrengst aan keteen bedraagt 89 %.Pyrolysis of phenylacetate to phenol and ketene is done by heating at 625 ° C in a well-conditioned tube reactor. The effluent is condensed to a liquid containing 84% phenol, and the yield of ketene is 89%.

De reactie kan ook bij iets lagere temperatuur gebeuren in aanwezigheid van triethylfosfaat als katalysator met ruimtesnelheden van 900 tot 1000 per uur. Dan krijgt men ook opbrengsten boven 90 %.The reaction can also take place at a slightly lower temperature in the presence of triethyl phosphate as a catalyst with space velocities of 900 to 1000 per hour. Then one also gets yields above 90%.

20 Op een zelfde wijze kan cresylacetaat in cresol omgezet worden.Similarly, cresyl acetate can be converted to cresol.

Over de voorafgaande voorbeelden kan nog het volgende opgemerkt worden:The following can be said about the previous examples:

Uit voorbeeld I blijkt dat in aanwezigheid 25 van azijnzuuranhydrïde en zwavelzuur bij de gegeven druk en temperatuur tolueen in wezen niet geoxydeerd wordt, en dat bij toevoeging van een initiator van vrije radicalen (benzoylperoxyde) een langzame oxydatie optreedt, maar zowel van het gewenste fenylacetaat als van het methyleendiacetaat ontstaat minder dan 3 %.Example I shows that in the presence of acetic anhydride and sulfuric acid, toluene is essentially not oxidized at the given pressure and temperature, and that with the addition of a free radical initiator (benzoyl peroxide), a slow oxidation occurs, but both of the desired phenyl acetate and less than 3% of the methylene diacetate is produced.

30 Uit voorbeeld II blijkt dat toevoeging van benzaldehyd tot een redelijk snelle reactie leidt, waarbij ca 10 % MDA, 11 % FA en 12 % FOMA ontstaan. Uit voorbeeld.IV ziet men dat de oxydatie van tolueen in aanwezigheid van azijnzuur, azijnzuuranhydrïde, zwavelzuur en droog Caro's zuur tot een betere selectiviteit voor FA en 35 MDA leidt; het betere effect is waarschijnlijk te wijten aan het ook nog toevoegen van Caro’s zuur en azijnzuur.Example 2 shows that addition of benzaldehyde leads to a fairly fast reaction, resulting in about 10% MDA, 11% FA and 12% FOMA. From example IV, it can be seen that the oxidation of toluene in the presence of acetic acid, acetic anhydride, sulfuric acid and dry Caro's acid leads to better selectivity for FA and MDA; the better effect is probably due to the addition of Caro's acid and acetic acid.

790 8 0 08 13790 8 0 08 13

Uit voorbeeld V blijkt dat toevoegen van een gebruikelijke oxydatiekatalysator voor tolueen, te weten een cobalt-zout, niet tot een selectieve reactie leidt daar slechts 5 % FA gevonden werd naast I1 % BA. Voorbeeld VI laat zien dat een ander 5 sterk oxydatiemiddel (anders dan een zout van een zwaar metaal, namelijk natriumperboraat) de vorming van fenylacetaat ook niet bevordert, want daarvan werd slechts 2 % gevonden. Voorbeeld VII laat zien dat gebruik van een andere promotor met een carbonyl-groep, namelijk cyclohexanon in plaats van benzaldehyd, ook niet 10 tot de vorming van de gewenste produkten, FA en MDA, leidt.Example V shows that the addition of a conventional oxidation catalyst for toluene, namely a cobalt salt, does not lead to a selective reaction since only 5% FA was found in addition to 11% BA. Example VI shows that another strong oxidizing agent (other than a heavy metal salt, namely sodium perborate) also does not promote the formation of phenyl acetate, since only 2% of it was found. Example VII shows that the use of another promoter with a carbonyl group, namely cyclohexanone instead of benzaldehyde, also does not lead to the formation of the desired products, FA and MDA.

Voorbeeld VIII toont aan dat benzaldehyd ook de oxydatie van homologen van tolueen, te weten xyleen, kan bevorderen. In dit geval ontstaat uit p-xyleen het p-cresylacetaat. Uit voorbeeld IX blijkt dat bij de gezamenlijke oxydatie van 15 tolueen en benzaldehyd bij 120°C en wat hogere drukken (8,4 ata zuurstof) belangrijke hoeveelheden van zowel FA als MDA ontstaan.Example VIII shows that benzaldehyde can also promote the oxidation of homologues of toluene, namely xylene. In this case the p-cresyl acetate is formed from p-xylene. Example IX shows that the joint oxidation of toluene and benzaldehyde at 120 ° C and somewhat higher pressures (8.4 ata oxygen) produces significant amounts of both FA and MDA.

Uit voorbeeld X ziet men dat bij afwezigheid van benzaldehyd zelfs bij 130°C geen oxydatie optreedt.From example X it can be seen that in the absence of benzaldehyde no oxidation occurs even at 130 ° C.

Voorbeeld XVIExample XVI

20 In een manometrisch oxydatie-apparaat met gas-recirculatie werden gebracht:20 Into a manometric oxidation apparatus with gas recirculation:

Tolueen . 42,8 mlToluene. 42.8 ml

Azijnzuuranhydride 1,0 mlAcetic anhydride 1.0 ml

Benzaldehyd 1,0 ml 25 Zwavelzuur 2 druppels (^70 mg)Benzaldehyde 1.0 ml 25 Sulfuric acid 2 drops (^ 70 mg)

De lucht in de reactiekolf werd door stikstof verdrongen en het mengsel werd tot ongeveer 100°G verhit. Toen deze 100°C bereikt was werd de stikstof door zuivere zuurstof vervangen en werd de gasrecirculatiepomp aangezet, waardoor per minuut 300-30 400 ml zuurstof in de vloeistof geblazen werd. Het verloop van de gas-opname met de tijd werd gevolgd in een met kwik gevulde buret.The air in the reaction flask was displaced by nitrogen and the mixture was heated to about 100 ° G. When it reached 100 ° C, the nitrogen was replaced with pure oxygen and the gas recirculation pump was turned on, blowing 300-30 400 ml of oxygen into the liquid per minute. The course of the gas uptake with time was monitored in a mercury-filled burette.

Van de vloeistof werden monsters getrokken die gaschromatografisch geanalyseerd werden. Met behulp van een injectiepomp werd tussen 49 en 108 minuut 0,72 ml azijnzuuranhydride en tussen 172 en 220 35 minuten 0,20 ml anhydride toegevoegd. Na afloop van 3 uur en 40 minuten was de zuurstof-opname in totaal 349 ml, en het oxydatie- 790 8 0 08 14 produkt bevatte 26 % FA, 7 % MDA, 2 % FOMA en 14 % BA. Een belangrijke hoeveelheid witte vaste stof was op de koude oppervlakken van de reactor en zijn condensor afgezet; dit bleek bij analyse paraformaldehyd te zijn.Samples were taken from the liquid and analyzed by gas chromatography. Using a syringe pump, 0.72 ml of acetic anhydride was added between 49 and 108 minutes and 0.20 ml of anhydride between 172 and 220 minutes. At the end of 3 hours 40 minutes, the oxygen uptake was a total of 349 ml, and the oxidation product contained 26% FA, 7% MDA, 2% FOMA and 14% BA. A significant amount of white solid was deposited on the cold surfaces of the reactor and its condenser; this was found to be paraformaldehyde on analysis.

5 Op overeenkomstige wijze werd uit tolueen in plaats van xyleen cresylacetaat en paraformaldehyd verkregen, samen met azijnzuur en aanverwante bijprodukten.Correspondingly, cresyl acetate and paraformaldehyde were obtained from toluene instead of xylene, together with acetic acid and related by-products.

Voorbeeld XVIIExample XVII

In de reactor werden gebracht: 10 Tolueen 42,8 mlInto the reactor were charged: 10 Toluene 42.8 ml

Azijnzuuranhydride 1,0 mlAcetic anhydride 1.0 ml

Benzaldehyd 1,0 mlBenzaldehyde 1.0 ml

Kaliumpersulfaat 0,54 gPotassium persulfate 0.54 g

Zwavelzuur 2 druppels ('WO mg) 15 De reactie gebeurde weer bij 100°C met aan vullende toevoeging van azijnzuuranhydride tussen 33 en 73 min. (0,82 ml) en 100-160 min. (0,62 ml). Na 2 uur en 40 minuten werd de reactie afgebroken; de totale zuurstof-opname was nu 280 ml.Sulfuric acid 2 drops (1 mg) The reaction was again carried out at 100 ° C with the addition of acetic anhydride between 33 and 73 min (0.82 ml) and 100-160 min (0.62 ml). The reaction was stopped after 2 hours and 40 minutes; the total oxygen uptake was now 280 ml.

Het oxydatieprodukt bevatte 17 % FA, een spoor MDA en 8 % BA. Op 20 de koude wanden van reactor en condensor was een witte stof afgezet, die bij infrarood-analyse paraformaldehyd bleek te zijn. Voorbeeld XVIIIThe oxidation product contained 17% FA, a trace of MDA and 8% BA. A white matter was deposited on the cold walls of the reactor and condenser, which was found to be paraformaldehyde by infrared analysis. Example XVIII

In de reactor werden gebracht:The following were introduced into the reactor:

Tolueen 42,8 ml 25 Azijnzuuranhydride 16,0 mlToluene 42.8 ml 25 Acetic anhydride 16.0 ml

Benzaldehyd 1,0 mlBenzaldehyde 1.0 ml

Kaliumpersulfaat 0,43 gPotassium persulfate 0.43 g

Zwavelzuur 2 druppels (WO mg)Sulfuric acid 2 drops (WO mg)

De reactie gebeurde als in voorbeeld I, be-30 halve dat nu tussentijds niets toegevoegd werd. Het reactieprodukt bevatte slechts 3 % FA- en MDA, en verder 19 % BA. Vast paraformaldehyd werd niet waargenomen.The reaction was carried out as in Example 1, except that nothing was added in the meantime. The reaction product contained only 3% FA and MDA, and further 19% BA. Solid paraformaldehyde was not observed.

790 8 0 08790 8 0 08

Claims (15)

1. Werkwijze voor het oxyderen van methylbenze-nen tot fenylacetaten en methyleendiacetaat, waarbij men het methylbenzeen in azijnzuuranhydride of in een combinatie van 5 azijnzuur en fosforpentoxyde onder invloed van een sterk zuur als katalysator met lucht of zuurstof oxydeert, met het kenmerk, dat deze oxydatie gebeurt in aanwezigheid van benzaldehyd, bij een temperatuur van tenminste 80°C en een druk van tenminste 1 atmosfeer.Process for the oxidation of methylbenzenes to phenyl acetates and methylene diacetate, whereby the methylbenzene is oxidized in acetic anhydride or in a combination of acetic acid and phosphorus pentoxide under the influence of a strong acid as a catalyst with air or oxygen, characterized in that it oxidation takes place in the presence of benzaldehyde, at a temperature of at least 80 ° C and a pressure of at least 1 atmosphere. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het 10 kenmerk, dat de katalysator zwavelzuur is.2. Process according to claim 1, characterized in that the catalyst is sulfuric acid. 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de reactietemperatuur tussen 80° en 150°C ligt.Process according to claim 1 or 2, characterized in that the reaction temperature is between 80 ° and 150 ° C. 4. Werkwijze volgens een der voorafgaande 15 conclusies, met het kenmerk, dat de druk tussen 1 en 10 atmosfeer ligt.4. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pressure is between 1 and 10 atmospheres. 5. Werkwijze volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat een geschikt organisch oplosmiddel gebruikt wordt.A method according to any one of the preceding claims, characterized in that a suitable organic solvent is used. 6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het oplosmiddel azijnzuur en een promotor voor dat zuur is.Process according to claim 5, characterized in that the solvent is acetic acid and a promoter for that acid. 7. Werkwijze volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de reactie in aanwezigheid van een 25 persulfaat als promotor gebeurt.7. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the reaction takes place in the presence of a persulfate as a promoter. 8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de promotor Caro's zuur is.A method according to claim 7, characterized in that the promoter is Caro's acid. 9. Werkwijze volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat men per mol methylebnzeen 0,01 30 tot 1,0 gmol benzaldehyd gebruikt.9. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that 0.01 to 1.0 g mol of benzaldehyde is used per mole of methylbenzene. 10. Werkwijze volgens een der conclusies I t/m 9, met het kenmerk, dat men tolueen tot fenylacetaat en methyleendiacetaat oxydeert.Process according to any one of Claims 1 to 9, characterized in that toluene is oxidized to phenyl acetate and methylenediacetate. 11. Werkwijze volgens een der conclusies 1 35 t/m 9, met het kenmerk, dat men een xyleen tot een cresylacetaat en methyleendiacetaat oxydeert. 790 80 08 t ·, ' 16 f11. Process according to any one of claims 1 to 9, characterized in that a xylene is oxidized to a cresyl acetate and methylene diacetate. 790 80 08 t, '16 f 12. Werkwijze volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het fenylacetaat en het methyleen-diacetaat gescheiden en tot respectievelijk een fenol en form-aldehyd gepyroliseerd worden.Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the phenyl acetate and the methylene diacetate are separated and pyrolysed to form a phenol and formaldehyde, respectively. 13. Werkwijze volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat men de oxydatie uitvoert in aanwezigheid van een hoeveelheid azijnzuuranhydride onvoldoende om het ontstaande formaldehyd in methyleendiacetaat om te zetten, en dat men genoeg lucht of zuurstof doorblaast om het ontstaande form-10 aldehyd uit het vloeibare reactiemengsel te verwijderen.Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the oxidation is carried out in the presence of an amount of acetic anhydride insufficient to convert the resulting formaldehyde to methylene diacetate, and that sufficient air or oxygen is blown through to form the resulting form aldehyde. from the liquid reaction mixture. 14. Werkwijzen in hoofdzaak volgens beschrijving en/of voorbeelden.14. Methods mainly according to description and / or examples. 15 790 8 0 0815 790 8 0 08
NL7908008A 1978-11-03 1979-11-01 PROCESS FOR THE OXYDATION OF METHYLBENES. NL7908008A (en)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US95761378 1978-11-03
US95761478 1978-11-03
US05/957,614 US4237310A (en) 1978-11-03 1978-11-03 Co-oxidation of methyl benzenes and benzaldehyde to phenolics and formaldehyde
US05/957,612 US4237309A (en) 1978-11-03 1978-11-03 Method for the preparation of phenolic acetates and paraformaldehyde
US05/957,613 US4227012A (en) 1978-11-03 1978-11-03 Oxidation of methyl benzenes in the presence of acetic acid and a dehydrating agent
US95761278 1978-11-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL7908008A true NL7908008A (en) 1980-05-07

Family

ID=27420737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL7908008A NL7908008A (en) 1978-11-03 1979-11-01 PROCESS FOR THE OXYDATION OF METHYLBENES.

Country Status (6)

Country Link
CA (1) CA1146585A (en)
DE (1) DE2944088A1 (en)
FR (1) FR2440930A1 (en)
GB (1) GB2035318B (en)
IT (1) IT1126310B (en)
NL (1) NL7908008A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1146966A (en) * 1978-03-27 1983-05-24 James E. Lyons Catalytic process for the conversion of toluene to equimolar amounts of phenol and formaldehyde
CN115490587B (en) * 2022-11-17 2023-03-03 苏州开元民生科技股份有限公司 Synthesis method of trifluoroacetic anhydride

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1960520C3 (en) * 1969-12-02 1974-04-25 Institut Neftechimitscheskowo Sintesa Imeni A.W. Toptschijewa Akademii Nauk, Moskau Process for the production of phenols

Also Published As

Publication number Publication date
DE2944088A1 (en) 1980-05-14
CA1146585A (en) 1983-05-17
IT7927031A0 (en) 1979-11-02
FR2440930B1 (en) 1982-11-19
IT1126310B (en) 1986-05-21
GB2035318A (en) 1980-06-18
GB2035318B (en) 1983-03-23
FR2440930A1 (en) 1980-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tsuji et al. Palladium-catalyzed oxidative coupling of aromatic compounds with olefins using t-butyl perbenzoate as a hydrogen accepter
US2719171A (en) Oxidative dehydrogenation process
Morita et al. A tertiary phosphine-catalyzed reaction of acrylic compounds with aldehydes
JPS61502535A (en) Recovery method of methacrylic acid
Wang et al. PS–BQ: an efficient polymer-supported cocatalyst for the Wacker reaction in supercritical carbon dioxide
US2457225A (en) Preparation of acrylates
NL7908008A (en) PROCESS FOR THE OXYDATION OF METHYLBENES.
US3578702A (en) Process for producing alpha,beta-unsaturated organic compounds
Roscales et al. Trifluoroacetic anhydride—catalyzed conjugate addition of boronic acids to α, β-unsaturated ketones
Olah et al. Catalysis by solid superacids. 18. Nafion-H perfluorinated resin sulfonic acid promoted deacetylation and decarboxylation of aromatics
JP6896751B2 (en) Aromatic compounds from furans
US3701798A (en) Synthesis of unsaturated compounds
Dheur et al. Carbonylative Addition of Arylboronic Acids to Terminal Alkynes: A New Catalytic Access to α, β‐Unsaturated Ketones
US4237310A (en) Co-oxidation of methyl benzenes and benzaldehyde to phenolics and formaldehyde
US4260808A (en) Catalytic process for the conversion of toluene to equimolar amounts of phenol acetate and methylene diacetate
US4227012A (en) Oxidation of methyl benzenes in the presence of acetic acid and a dehydrating agent
Anderson et al. Acid-catalyzed rearrangement of hydroperoxides. I. Benzhydryl hydroperoxides
US3758551A (en) Process for the preparation of acrylate and methacrylate esters
Onaka et al. Novel catalytic action of clay montmorillonite on the addition reactions of silyl ketene acetals to α, β-acetylenic esters
US2442942A (en) Recovery of acetaldehyde from gaseous mixtures containing the same
Ai Reaction of methyl acetate with methylal in the presence of oxygen
JPH0227333B2 (en)
US4504672A (en) Catalytic process for the conversion of toluene to equimolar amounts of phenyl acetate and methylene diacetate
US4237309A (en) Method for the preparation of phenolic acetates and paraformaldehyde
Tanner et al. Thermal and free-radical reactions of pyruvyl chloride and benzoylformyl chloride

Legal Events

Date Code Title Description
A85 Still pending on 85-01-01
BV The patent application has lapsed