NO875224L

NO875224L - ACID CATALYZED PROCESS.

Info

Publication number: NO875224L
Application number: NO875224A
Authority: NO
Inventors: David L King; Michael D Cooper; Michael A Faber
Original assignee: Catalytica Associates
Priority date: 1986-04-16
Filing date: 1987-12-15
Publication date: 1987-12-15
Also published as: DK625887A; DK625887D0; NO875224D0

Description

1. Oppfinnelsens område1. The scope of the invention

Denne oppfinnelse vedrører en forbedret fremgangsmåte for syrekatalysert omdannelse av en reaktant til et reaksjonsprodukt. Reaktanter som kan omdannes til reaksjonsprodukter ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen inkluderer hydrokarboner og heteroatom-substituerte hydrokarboner, hvor heteroatomene kan være valgt fra gruppen som består av nitrogen, oksygen, svovel, fosfor og halogenatomer. Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan f.eks. olefiner bli isomerisert, polymerisert eller oligomerisert; olefiner kan omsettes med aromater eller tertiære alkaner for å tilveiebringe alkylerte produkter; olefiner kan bli omsatt med karboksylsyrer for oppnåelse av estere; olefiner kan bli omsatt med en peroksysyre for oppnåelse av et epoksyd; alkoholer kan bli dehydratisert for oppnåelse av olefiner eller etere eller bli omsatt med en aromatisk forbindelse eller en karboksylsyre for oppnåelse av henholdsvis et alkylert produkt eller en ester; anhydrider kan bli omsatt med en aromatisk eller en olefinisk forbindelse for oppnåelse av acetylerte derivater derav; epoksyder kan bli omsatt til tilsvarende glykoler; aromatiske forbindelser kan bli nitrert for tilveiebringelse av nitro-aromater; o.s.v. This invention relates to an improved method for acid-catalyzed conversion of a reactant to a reaction product. Reactants which can be converted into reaction products by the method according to the invention include hydrocarbons and heteroatom-substituted hydrocarbons, where the heteroatoms can be selected from the group consisting of nitrogen, oxygen, sulphur, phosphorus and halogen atoms. In the method according to the invention, e.g. olefins become isomerized, polymerized or oligomerized; olefins can be reacted with aromatics or tertiary alkanes to provide alkylated products; olefins can be reacted with carboxylic acids to obtain esters; olefins can be reacted with a peroxy acid to obtain an epoxide; alcohols can be dehydrated to obtain olefins or ethers or be reacted with an aromatic compound or a carboxylic acid to obtain an alkylated product or an ester, respectively; anhydrides can be reacted with an aromatic or an olefinic compound to obtain acetylated derivatives thereof; epoxides can be converted to corresponding glycols; aromatic compounds can be nitrated to provide nitroaromatics; etc.

2. Teknikkens stand2. State of the art

Mange kjemiske reaksjoner blir katalysert av sure katalysatorer. Den sure katalysator kan bli anvendt på homogen eller heterogen måte, d.v.s. at katalysatoren kan være oppløst i den reaktant-holdige løsning eller katalysatoren kan eksistere i en annen slags fase enn reaktanten og/eller reaksjonsproduktene. Homogene syrakatalysatorer kan ha visse fordeler fremfor heterogene syrekatalysatorer, f.eks.øket aktivitet eller selektivitet, forutsatt at separasjon av reaksjonsproduktene fra katalysatoren lett utføres. Siden slik separasjon kan være vanskelig, foretrekkes ofte en heterogen syrekatalysator, selv når aktiviteten eller selektiviteten er mindre enn en homogen katalysator i samme reaksjon. En vidt benyttet klasse av heterogene syrekatalysatorer er de faste polystyrensulfonsyrer. Disse polymerer er kjent for å være effektive som syrekatalysatorer for mange reaksjoner, men på grunn av den organiske Many chemical reactions are catalyzed by acid catalysts. The acid catalyst can be used in a homogeneous or heterogeneous manner, i.e. that the catalyst may be dissolved in the reactant-containing solution or the catalyst may exist in a different phase than the reactant and/or the reaction products. Homogeneous acid catalysts may have certain advantages over heterogeneous acid catalysts, eg increased activity or selectivity, provided that separation of the reaction products from the catalyst is easily accomplished. Since such separation can be difficult, a heterogeneous acid catalyst is often preferred, even when the activity or selectivity is less than a homogeneous catalyst in the same reaction. A widely used class of heterogeneous acid catalysts are the solid polystyrene sulfonic acids. These polymers are known to be effective as acid catalysts for many reactions, but due to the organic

polymer-ryggrad er de ikke alltid så stabile som ønsket.polymer backbone, they are not always as stable as desired.

Videre kan den organiske natur av polymeren hindre polare reaktanter fra å komme i kontakt med de funksjonelle sulfonsyre-punkter. I tillegg kan de velkjente høye temperaturer som benyttes for å fjerne slike organiske tjærer og crud fra uorganiske syrekatalysatorer, f.eks. zeolitter, naturligvis ikke anvendes for å reaktivere polystyrensulfonsyrer på grunn av varme-ustabiliteten til den organiske polymer-ryggrad. Furthermore, the organic nature of the polymer can prevent polar reactants from contacting the functional sulfonic acid sites. In addition, the well-known high temperatures used to remove such organic tars and crud from inorganic acid catalysts, e.g. zeolites, of course, are not used to reactivate polystyrene sulfonic acids due to the thermal instability of the organic polymer backbone.

Oppsummering av oppfinnelsenSummary of the invention

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for omdannelse av en reaktant til et reaksjonsprodukt i nærvær av en syrekatalysator, som omfatter å bringe nevnte reaktant i kontakt med en syrekatalysator som omfatter en forbindelse som omfatter sulfonsyregrupper som er kovalent bundet til en polymer kjede, hvor den polymere kjede er representert ved den generelle formel: The present invention provides a method for converting a reactant into a reaction product in the presence of an acid catalyst, which comprises bringing said reactant into contact with an acid catalyst comprising a compound comprising sulfonic acid groups which are covalently bound to a polymeric chain, wherein the polymeric chain is represented by the general formula:

hvor M er et fireverdig metallion; Z er et femverdig atom, where M is a tetravalent metal ion; Z is a pentavalent atom,

valgt fra gruppen som består av elementer fra gruppe V i det periodiske system som har atomvekt større enn 30; x varierer fra 0 til 1; R er valgt fra gruppen som består av organoradikaler og blandinger av hydrogenradikaler og organoradikaler; og n varierer fra 1 til 2; forutsatt at n er 1 når R er avsluttet med et tri- eller tetra-oksy-femverdig atom. Fortrinnsvis er M valgt fra gruppen som består av Zr, W, U, Ti, Th, Te, Sn, Si, selected from the group consisting of elements from Group V of the Periodic Table having an atomic weight greater than 30; x ranges from 0 to 1; R is selected from the group consisting of organoradicals and mixtures of hydrogen radicals and organoradicals; and n varies from 1 to 2; provided that n is 1 when R is terminated with a tri- or tetra-oxy-pentavalent atom. Preferably, M is selected from the group consisting of Zr, W, U, Ti, Th, Te, Sn, Si,

Ru, Pu, V, Pr, Pb, Os, Nb, Mo, Mn, Ir, Hf, Ge, Ce og blandinger derav, og Z er P. Mer foretrukket er Z lik P og M lik Zr. Ru, Pu, V, Pr, Pb, Os, Nb, Mo, Mn, Ir, Hf, Ge, Ce and mixtures thereof, and Z is P. More preferably, Z equals P and M equals Zr.

Fortrinnsvis er R valgt fra gruppen som består av alkyl, aryl og blandinger av alkyl og/eller aryl og hydrogen eller hydroksylradikaler. Preferably, R is selected from the group consisting of alkyl, aryl and mixtures of alkyl and/or aryl and hydrogen or hydroxyl radicals.

Mer foretrukket er R valgt fra gruppen som består av fenyl og blandinger av fenyl-, hydrogen-, hydroksyl- og metylradikaler. More preferably, R is selected from the group consisting of phenyl and mixtures of phenyl, hydrogen, hydroxyl and methyl radicals.

Fortrinnsvis varierer n fra 1,1 til 2,0, mer foretrukket fra 1,4 til 2,0. Mer foretrukket er den polymere kjede representert ved følgende generelle formel: Preferably, n ranges from 1.1 to 2.0, more preferably from 1.4 to 2.0. More preferably, the polymeric chain is represented by the following general formula:

hvor y varierer fra 0,5 til 1 og R' er valgt fra gruppen som består av hydrogen, hydroksyl og metyl. Mest foretrukket er R' hydroksyl. where y ranges from 0.5 to 1 and R' is selected from the group consisting of hydrogen, hydroxyl and methyl. Most preferably, R' is hydroxyl.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således en forbedret fremgangsmåte for omdannelse av reaktant til et reaksjonsprodukt, i nærvær av en fast syrekatalysator som omfatter sulfonsyregrupper som er kovalent bundet til en polymer kjede, hvor forbedringen omfatter å øke omdannelseshastigheten, på ekvivalent sulfonsyrebasis, ved å tilveiebringe som nevnte polymere kjede en forbindelse som er representert med den ovenfor angitte generelle formel. The present invention thus provides an improved method for converting a reactant into a reaction product, in the presence of a solid acid catalyst comprising sulfonic acid groups that are covalently bound to a polymer chain, where the improvement comprises increasing the conversion rate, on an equivalent sulfonic acid basis, by providing as mentioned polymers chain a compound represented by the above general formula.

De forbindelser som er nyttige som sure katalysatorer ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse kan bli direkte fremstilt i henhold til de metoder som er beskrevet i US-patentskrifter 4.232.146, 4.235.990, 4.235.991, 4.256.872, 4.267.308, 4.276.409, 4.276.410, 4.276.411, 4.298.723, 4.299.943, 4.373.079, 4.384.981, 4.386.013, 4.390.690, 4.429.111 og 4.436.899 som herved inkorporeres ved referanse, ved å omsette en organosulfonsyre- eller organosulfonat-substituert, femverdig atomholdig syre, eller den polymere kjede kan først bli dannet ved de samme metoder og etterpå bli sulfonert for å tilveiebringe sulfonsyregruppene. Fortrinnsvis dannes den polymere kjede først og inkluderer sulfonerbare radikaler, f.eks. aromatiske radikaler, og deretter blir kjeden omsatt med et sulfoneringsmiddel som f.eks. oleum, for å tilveiebringe syrekatalysatoren for fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. I alle fall kan polymeren bli fremstilt med en sjiktet struktur lik den sjiktede struktur hos zirkoniumfosfat. The compounds which are useful as acid catalysts in the process according to the present invention can be directly prepared according to the methods described in US Patents 4,232,146, 4,235,990, 4,235,991, 4,256,872, 4,267,308 , 4,276,409, 4,276,410, 4,276,411, 4,298,723, 4,299,943, 4,373,079, 4,384,981, 4,386,013, 4,390,690, 4,429,111 and 4,436,899 are hereby incorporated by reference. by reacting an organosulfonic acid or organosulfonate-substituted pentavalent acid, or the polymeric chain may first be formed by the same methods and afterwards be sulfonated to provide the sulfonic acid groups. Preferably, the polymeric chain is formed first and includes sulfonable radicals, e.g. aromatic radicals, and then the chain is reacted with a sulphonating agent such as oleum, to provide the acid catalyst for the process according to the invention. In any case, the polymer can be produced with a layered structure similar to the layered structure of zirconium phosphate.

Kort beskrivelse av tegningeneBrief description of the drawings

Fig. 1 viser den forbedrede aktivitet for to av syrekatalysatorene som benyttes ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, sammenlignet med to polystyrensulfonsyre-harpikser på ekvivalent sulfonsyrebasis; og fig. 2 viser den samme forbedring på ekvivalentvektbasis. Fig. 1 shows the improved activity for two of the acid catalysts used in the method according to the invention, compared to two polystyrene sulfonic acid resins on an equivalent sulfonic acid basis; and fig. 2 shows the same improvement on an equivalent weight basis.

Beskrivelse av oppfinnelsenDescription of the invention

Denne oppfinnelse tilveiebringer en forbedret fremgangsmåte for omdannelse av reaktanter, spesielt organiske reaktanter, This invention provides an improved process for converting reactants, particularly organic reactants,

til reaksjonsprodukter i nærvær av en syrekatalysator. Forbedringen ved nevnte fremgangsmåte finnes i valget av de forbindelser som funksjonerer som syrekatalysator, og er definert nedenunder. Spesielt øker disse forbindelser reaksjonshastigheten, sammenlignet med andre velkjente syrekatalysatorer, f.eks. polystyrensulfonsyrer (som omfatter sulfonsyregrupper som er utstikkende fra en polystyrenpolymer-ryggrad) og er mer stabile med tid og temperatur sammenlignet med de nevnte polystyrensulfonsyre-katalysatorer. to reaction products in the presence of an acid catalyst. The improvement in the aforementioned method is found in the choice of the compounds that function as acid catalysts, and is defined below. In particular, these compounds increase the reaction rate, compared to other well-known acid catalysts, e.g. polystyrene sulfonic acids (comprising sulfonic acid groups protruding from a polystyrene polymer backbone) and are more stable with time and temperature compared to the aforementioned polystyrene sulfonic acid catalysts.

Fortrinnsvis er de reaktanter som benyttes ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen hydrokarboner eller hydrokarboner som er substituert med slike heteroatomer som nitrogen-, oksygen-, svovel-, fosfor- og halogenatomer; og spesielt oksygenatomer. Preferably, the reactants used in the method according to the invention are hydrocarbons or hydrocarbons substituted with such heteroatoms as nitrogen, oxygen, sulphur, phosphorus and halogen atoms; and especially oxygen atoms.

Visse av de foretrukne reaktanter er mettede hydrokarboner som f.eks. olefiner og aromater. Dette vil si at olefiner kan bli isomerisert eller oligomerisert eller polymerisert i én utførelsesform av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Certain of the preferred reactants are saturated hydrocarbons such as e.g. olefins and aromatics. This means that olefins can be isomerized or oligomerized or polymerized in one embodiment of the method according to the invention.

For eksempel kan mono-olefiner som har fra 4 til 10 karbonatomer bli isomerisert eller oligomerisert eller polymerisert til reaksjonsprodukter i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse. En blanding av nonener som omfatter overveiende 1-n-nonen blir omsatt til nonen-dimer ved oppvarmning ved 130°C i 2 timer i nærvær av en syrekatalysator som omfatter den forbindelse som benyttes i eks. 1 nedenunder. Propylen oppvarmes i 1 time eller mer, ved en temperatur på fra 50 til 175°C og et trykk på fra 1 til 50 atmosfærer, i nærvær av forbindelsen i henhold til eks. 1, for å gi en blanding som inkluderer, som den overveiende fraksjon, monoolefiner som har fra 9 til 12 karbonatomer og er anvendelig som polymerbensin. For example, mono-olefins having from 4 to 10 carbon atoms can be isomerized or oligomerized or polymerized into reaction products in accordance with the present invention. A mixture of nonenes comprising predominantly 1-n-nonene is converted to nonene dimer by heating at 130°C for 2 hours in the presence of an acid catalyst comprising the compound used in ex. 1 below. The propylene is heated for 1 hour or more, at a temperature of from 50 to 175°C and a pressure of from 1 to 50 atmospheres, in the presence of the compound according to ex. 1, to give a mixture which includes, as the predominant fraction, monoolefins having from 9 to 12 carbon atoms and is useful as polymer gasoline.

I en annen utførelsesform av oppfinnelsen blir olefinet bragt i kontakt med syrekatalysatoren, som er beskrevet nedenunder, i nærvær av en annen reaktant for å gi reaksjonsprodukter av nevnte olefin og nevnte annen reaktant. Således kan den annen reaktant inkludere en hydroksylgruppe for å gi en eter eller en alkohol. For eksempel kan alkanoler som har fra 1 til 4 karbonatomer bli omsatt med olefiner som har fra 2 til 7 karbonatomer i nærvær av syrekatalysatorene som er beskrevet nedenunder, slik at man får etere. Spesielt foretrukket er omsetningen mellom metanol og isobutylen, isoamylene eller propylen for å gi henholdsvis metyl-tert.-butyleter, metyl-tert.-amyleter eller metylisopropyleter. Slike reaksjoner kan finne sted ved en temperatur på fra 15 til 200°C og et trykk på fra 1 til 10 atmosfærer. In another embodiment of the invention, the olefin is brought into contact with the acid catalyst, which is described below, in the presence of another reactant to give reaction products of said olefin and said other reactant. Thus, the second reactant may include a hydroxyl group to give an ether or an alcohol. For example, alkanols having from 1 to 4 carbon atoms can be reacted with olefins having from 2 to 7 carbon atoms in the presence of the acid catalysts described below, so that ethers are obtained. Particularly preferred is the reaction between methanol and isobutylene, isoamylene or propylene to give methyl tert-butyl ether, methyl tert-amyl ether or methyl isopropyl ether, respectively. Such reactions can take place at a temperature of from 15 to 200°C and a pressure of from 1 to 10 atmospheres.

Olefiner kan også bli bragt i kontakt med en karboksylsyre ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, slik at man får estere. Således kan rettkjedede olefiner, som har fra 2 til 10 karbonatomer, isobutylen eller cykloheksen bli omsatt i nærvær av karboksylsyrer som har fra 1 til 8 karbonatomer, ved en temperatur i området fra 0 til 100°C, slik at man får de tilsvarende estere som reaksjonsprodukt. US-patent 3.037.052 (Bortnick) gir detaljer angående denne generelle reaksjon og inkorporeres herved ved referanse for å vise spesifikke reaktanter og reaksjonsbetingelser. Spesielt foretrukne reaksjoner innen denne utførelsesform av foreliggende fremgangsmåte inkluderer omsetning av monoolefiner som har fra 1 til 8 karbonatomer, mer foretrukket fra 2 til 4 karbonatomer, med metakrylsyre, akrylsyre, eddiksyre eller ftalsyre for oppnåelse av de tilsvarende estere. Disse estere av akrylsyre og metakrylsyre er nyttige monomerer for fremstilling av akrylplast og -gummi. Acetatesterne er naturligvis anvendelige som løsningsmidler. Ftalsyreesterne er nyttige som mykningsmidler. Olefins can also be brought into contact with a carboxylic acid by the method according to the invention, so that esters are obtained. Thus, straight-chain olefins having from 2 to 10 carbon atoms, isobutylene or cyclohexene can be reacted in the presence of carboxylic acids having from 1 to 8 carbon atoms, at a temperature in the range from 0 to 100°C, so that the corresponding esters are obtained as reaction product. US Patent 3,037,052 (Bortnick) provides details regarding this general reaction and is hereby incorporated by reference to show specific reactants and reaction conditions. Particularly preferred reactions within this embodiment of the present process include the reaction of monoolefins having from 1 to 8 carbon atoms, more preferably from 2 to 4 carbon atoms, with methacrylic acid, acrylic acid, acetic acid or phthalic acid to obtain the corresponding esters. These esters of acrylic acid and methacrylic acid are useful monomers for the production of acrylic plastics and rubber. The acetate esters are of course usable as solvents. The phthalic acid esters are useful as emollients.

Olefinet kan også bli omsatt i nærvær av en aromatisk forbindelse for å gi alkylerte aromater. For eksempel kan propylen bli omsatt med benzen for å tilveiebringe kumen. 1-n-olefiner som har fra 6 til 12 karbonatomer, kan omsettes med fenol for å tilveiebringe alkylerte fenoler som etterpå kan bli omsatt med etylenoksyd for å tilveiebringe ikke-ioniske overflateaktive midler, f.eks. nonofenyletylenoksyd-addukter. The olefin may also be reacted in the presence of an aromatic compound to give alkylated aromatics. For example, propylene can be reacted with benzene to provide cumene. 1-n-olefins having from 6 to 12 carbon atoms can be reacted with phenol to provide alkylated phenols which can then be reacted with ethylene oxide to provide nonionic surfactants, e.g. nonophenylethylene oxide adducts.

(Andre alkyleringer av olefiner, f.eks. med tertiære alkaner, f.eks. 1-n-buten og isobutan, for å gi isooktan kan også utføres ved foreliggende fremgangsmåte). (Other alkylations of olefins, e.g. with tertiary alkanes, e.g. 1-n-butene and isobutane, to give isooctane can also be carried out by the present process).

Endelig kan de ovennevnte olefiner bli omsatt i nærvær av en peroksyforbindelse for oppnåelse av et epoksyd. På denne måte kan etylen og propylen bli omdannet til henholdsvis etylenoksyd og propylenoksyd. (Umettede oljer og estere, Finally, the above-mentioned olefins can be reacted in the presence of a peroxy compound to obtain an epoxide. In this way, ethylene and propylene can be converted into ethylene oxide and propylene oxide, respectively. (Unsaturated oils and esters,

f.eks. soyabønneolje, oljesyreestere, talloljeestere, kan bli epoksydert på samme måte, i nærvær av hydrogenperoksyd). e.g. soybean oil, oleic acid esters, tall oil esters, can be epoxidized in the same way, in the presence of hydrogen peroxide).

Andre reaktanter som er nyttige ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse inkluderer alkoholer. Således, i én utførelsesform av oppfinnelsen omsettes alkoholer som har fra 1 til 8 karbonatomer, mer foretrukket fra 1 til 4 karbonatomer, i nærvær av den syrekatalysator som er beskrevet nedenunder, slik at man får enten etere eller olefiner (ved dehydratisering). For eksempel kan metanol eller etanol bli omsatt ved en temperatur på fra 25 til 150°C og et trykk på fra 1 til 20 atmosfærer, slik at man får henholdsvis dimetyleter eller dietyleter. Tert.-butanol kan bli dehydratisert til isobuten ved en temperatur på fra 50 til 175°C. Likeledes kan butandiol bli dehydratisert til tetrahydrofuran. Other reactants useful in the process of the present invention include alcohols. Thus, in one embodiment of the invention, alcohols having from 1 to 8 carbon atoms, more preferably from 1 to 4 carbon atoms, are reacted in the presence of the acid catalyst described below, so that one obtains either ethers or olefins (by dehydration). For example, methanol or ethanol can be reacted at a temperature of from 25 to 150°C and a pressure of from 1 to 20 atmospheres, so that you get dimethyl ether or diethyl ether, respectively. Tert-butanol can be dehydrated to isobutene at a temperature of from 50 to 175°C. Likewise, butanediol can be dehydrated to tetrahydrofuran.

Lik olefinet kan alkoholer bli omsatt i nærvær av en annen reaktant for å tilveiebringe reaksjonsprodukter av nevnte alkohol og nevnte annen reaktant. Spesielt kan nevnte annen reaktant omfatte en karboksylsyregruppe eller en aromatisk gruppe slik at man får henholdsvis en ester eller et alkylert aromat. Reaktantene og betingelsene for disse reaksjoner er beskrevet ovenfor. Like the olefin, alcohols can be reacted in the presence of another reactant to provide reaction products of said alcohol and said other reactant. In particular, said second reactant may comprise a carboxylic acid group or an aromatic group so that an ester or an alkylated aromatic is obtained, respectively. The reactants and conditions for these reactions are described above.

En annen reaktant som kan anvendes ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse er et anhydrid. For eksempel kan anhydrider, f.eks. eddiksyreanhydrid, bli omsatt med en forbindelse som har en aromatisk gruppe eller en olefinisk gruppe slik at man får henholdsvis acetylerte aromater eller acetylerte olefiner. Spesielt kan eddiksyreanhydrid bli omsatt med anisol for å tilveiebringe p-metoksyacetofenon eller med diisobutylen for å tilveiebringe 2,2-metyl-6-okso-hept-4- Another reactant that can be used in the method according to the present invention is an anhydride. For example, anhydrides, e.g. acetic anhydride, be reacted with a compound having an aromatic group or an olefinic group so that you get acetylated aromatics or acetylated olefins, respectively. In particular, acetic anhydride can be reacted with anisole to provide p-methoxyacetophenone or with diisobutylene to provide 2,2-methyl-6-oxo-hept-4-

en. Disse reaksjoner kan bli utført ved en temperatur på fra 25 til 125°C og ved et trykk på fra 1 til 30 atmosfærer. one. These reactions can be carried out at a temperature of from 25 to 125°C and at a pressure of from 1 to 30 atmospheres.

Aldehyder eller ketoner kan bli kondensert for å tilveiebringe de respektive produkter ved hjelp av fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse. For eksempel kan 2-etylheksenal bli fremstilt ved å kondensere 2 molekyler av n-butyraldehyd ved en temperatur på fra 20 til 70°C og et trykk på fra 1 til 10 atmosfærer. Likeledes kan metylisobutylketon bli kondensert til l-metyl-4-metyl-6-okso-9-metylnon-4-en. Generelt kan aldehyder og ketoner som har fra 1 til 10 karbonatomer bli kondensert for å tilveiebringe dimerer derav ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Aldehydes or ketones can be condensed to provide the respective products using the method according to the present invention. For example, 2-ethylhexenal can be prepared by condensing 2 molecules of n-butyraldehyde at a temperature of from 20 to 70°C and a pressure of from 1 to 10 atmospheres. Likewise, methyl isobutyl ketone can be condensed to 1-methyl-4-methyl-6-oxo-9-methylnon-4-ene. In general, aldehydes and ketones having from 1 to 10 carbon atoms can be condensed to provide dimers thereof by the process according to the invention.

I tillegg kan de ovennevnte aldehyder og ketoner bliIn addition, the above-mentioned aldehydes and ketones can become

omsatt i nærvær av en aromatisk forbindelse for oppnåelse av de resulterende reaksjonsprodukter. Spesielt kan aceton bli omsatt med fenol slik at man får bisfenol A, og formaldehyd kan bli omsatt med anilin slik at man får diaminodifenylmetan. reacted in the presence of an aromatic compound to obtain the resulting reaction products. In particular, acetone can be reacted with phenol to obtain bisphenol A, and formaldehyde can be reacted with aniline to obtain diaminodiphenylmethane.

Peroksyder eller hydroperoksyder kan bli dekomponert tilPeroxides or hydroperoxides can be decomposed into

de tilsvarende dekomponeringsprodukter ved fremgangsmåten i henhold til denne oppfinnelse. For eksempel kan kumenhydroperoksyd bli dekomponert til aceton og fenol ved lave temperaturer sammenlignet med den ikke-syrekatalyserte dekomponering. the corresponding decomposition products by the method according to this invention. For example, cumene hydroperoxide can be decomposed into acetone and phenol at low temperatures compared to the non-acid catalyzed decomposition.

Videre, ulik polystyrensulfonsyre-katalysatorene fra teknikkens stand, som er følsomme overfor varme (og reaktoren må følgelig være slik konstruert at varme fjernes og katalysatornedbrytning unngås), er syrekatalysatorene i henhold til foreliggende oppfinnelse ikke varme-følsomme. Furthermore, unlike the polystyrene sulfonic acid catalysts from the state of the art, which are sensitive to heat (and the reactor must therefore be designed in such a way that heat is removed and catalyst degradation is avoided), the acid catalysts according to the present invention are not heat sensitive.

Glykoler kan fremstilles ved å benytte et epoksyd som reaktant ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse. Spesielt kan etylenoksyd og propylenoksyd bli omdannet til henholdsvis etylenglykol og propylenglykol. Glycols can be produced by using an epoxide as reactant in the method according to the present invention. In particular, ethylene oxide and propylene oxide can be converted into ethylene glycol and propylene glycol, respectively.

Estere kan effektivt bli omdannet til karboksylsyre og alkohol ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse. For eksempel kan sukrose bli hydrolysert til fruktose og glukose. Esters can be effectively converted into carboxylic acid and alcohol by the method according to the present invention. For example, sucrose can be hydrolyzed to fructose and glucose.

Foreliggende fremgangsmåte kan også bli benyttet for å tilveiebringe nitroaromater ved som reaktant å benytte en blanding av en aromatisk forbindelse, f.eks. benzen eller toluen, og salpetersyre. Reaksjonsbetingelsene for disse reaksjoner er velkjente på området. The present method can also be used to provide nitroaromatics by using as reactant a mixture of an aromatic compound, e.g. benzene or toluene, and nitric acid. The reaction conditions for these reactions are well known in the art.

Det er viktig å bemerke at alle de ovennevnte eksempler på reaktanter, reaksjonsprodukter og reaksjonsbetingelser er kjent på fagområdet. Foreliggende oppfinnelse beror på forbedringen av slike prosesseksempler ved anvendelse av de forbindelser som er beskrevet nedenunder, i detalj, som den sure katalysator for å oppnå økede reaksjonshastigheter, på ekvivalentsyrebasis, sammenlignet med andre kjente katalysatorer, f.eks. polystyren-sulf onsyre . It is important to note that all of the above examples of reactants, reaction products and reaction conditions are known in the art. The present invention is based on the improvement of such process examples by using the compounds described below, in detail, as the acid catalyst to achieve increased reaction rates, on an equivalent acid basis, compared to other known catalysts, e.g. polystyrene sulfonic acid.

Den sure katalysator eller polymer-ryggraden for nevnte syrekatalysator kan fremstilles ved en fremgangsmåte som omfatter å omsette, i et flytende medium, minst én syreforbind-else, d.v.s. en organo-substituert (eller organosulfonsyre-substituert) femverdig atom-holdig syre med den generelle formel The acid catalyst or the polymer backbone for said acid catalyst can be produced by a method which comprises reacting, in a liquid medium, at least one acid compound, i.e. an organo-substituted (or organosulfonic acid-substituted) pentavalent atom-containing acid of the general formula

hvor z er 1, når sulfonsyren fremstilles direkte eller 0 når polymeren fremstilles for senere sulfonering, k er 1 når n er 2 og k er 2 når n er 1, med minst ett av de ovennevnte fireverdige metallioner for å utfelle et fast stoff i hvilket molforholdet mellom femverdig atom og fireverdig metall er 2:1, når x=0, det femverdige atom er kovalent bundet til R, og når x er lik 1, så er R bundet til det femverdige element Z via oksygen. Det skal bemerkes at x vil være 0 når utgangsmaterialet for fremstilling av forbindelsen er representert ved den generelle formel hvor n er 1 eller 2, f.eks. d.v.s. fosforsyre eller organofosfonsyrer. Når utgangsmaterialet er representert ved den generelle formel where z is 1 when the sulfonic acid is prepared directly or 0 when the polymer is prepared for subsequent sulfonation, k is 1 when n is 2 and k is 2 when n is 1, with at least one of the above tetravalent metal ions to precipitate a solid in which the molar ratio between pentavalent atom and tetravalent metal is 2:1, when x=0, the pentavalent atom is covalently bound to R, and when x is equal to 1, then R is bound to the pentavalent element Z via oxygen. It should be noted that x will be 0 when the starting material for the preparation of the compound is represented by the general formula where n is 1 or 2, e.g. i.e. phosphoric acid or organophosphonic acids. When the starting material is represented by the general formula

d.v.s. organofosforsyrer eller fosforsyrling, så vil x være 1. Hvis en blanding av slike utgangsmaterialer anvendes, så vil x variere fra 0 til 1 i overensstemmelse med forholdet mellom utgangsmaterialene. i.e. organophosphoric acids or phosphoric acid, then x will be 1. If a mixture of such starting materials is used, then x will vary from 0 to 1 in accordance with the ratio between the starting materials.

Syreforbindelser som er anvendelige for fremstilling av den sure katalysator direkte inkluderer: Acid compounds that are useful for making the acid catalyst directly include:

p-sulfofenylfosfonsyrep-sulfophenylphosphonic acid

m-sulfofenylfosfonsyrem-sulfophenylphosphonic acid

sulfoalkylfosfonsyre, alkyl=metyl, etyl, propyl etc. sulfoalkylphosphonic acid, alkyl=methyl, ethyl, propyl etc.

Fortrinnsvis dannes polymer-ryggraden, inklusive et sulfonerbart radikal som f.eks. et aromatisk eller olefinisk radikal, og sulfoneres deretter for oppnåelse av en syrekatalysator for anvendelse ved den forbedrede fremgangsmåte i henhold til foreliggende oppfinnelse. Således inkluderer syreforbindelser som er anvendelige for fremstilling av en sulfonerbar polymer-ryggrad: Preferably, the polymer backbone is formed, including a sulfonable radical such as e.g. an aromatic or olefinic radical, and is then sulfonated to obtain an acid catalyst for use in the improved process according to the present invention. Thus, acid compounds useful for making a sulfonable polymer backbone include:

fenylfosfonsyrephenylphosphonic acid

bifenyldifosfonsyrebiphenyldiphosphonic acid

vinylfosfonsyrevinylphosphonic acid

ally1fosfonsyreally1phosphonic acid

isopropenylfosfonsyreisopropenylphosphonic acid

1-propenylfosfonsyre1-propenylphosphonic acid

Mest foretrukket vil den sulfonerbare polymer-ryggrad omfatte fenylgrupper og blandinger av fenylgrupper og blandinger av fenylgrupper og hydrogen eller hydroksylgrupper. (Bemerk under visse sulfoneringsbetingelser vil minst en del av hydrogengruppene bli oksydert til hydroksylgrupper for tilveiebringelse av ekstremt aktiv sur katalysator). Most preferably, the sulfonable polymer backbone will comprise phenyl groups and mixtures of phenyl groups and mixtures of phenyl groups and hydrogen or hydroxyl groups. (Note under certain sulfonation conditions at least a portion of the hydrogen groups will be oxidized to hydroxyl groups to provide extremely active acid catalyst).

Sulfonsyregrupper kan innføres på de ovennevnte polymer-ryggrader ved direkte omsetning med et sulfoneringsmiddel. Slike sulfoneringsmidler som oleum, svovelsyre og klorsulfonsyre kan anvendes. Andre sulfoneringsmidler er acetylsulfat, d.v.s. det blandede anhydrid av eddiksyre og svovelsyre (CH2 COOSO2 H) , og svoveltrioksyd-komplekser med dioksan, tetrahydrofuran og trialkylfosfater eller gassformig svoveltrioksyd. Sulfonic acid groups can be introduced onto the above-mentioned polymer backbones by direct reaction with a sulfonating agent. Such sulphonating agents as oleum, sulfuric acid and chlorosulphonic acid can be used. Other sulfonating agents are acetyl sulfate, i.e. the mixed anhydride of acetic acid and sulfuric acid (CH2 COOSO2 H), and sulfur trioxide complexes with dioxane, tetrahydrofuran and trialkyl phosphates or gaseous sulfur trioxide.

Sulfoneringsreaksjonen kan utføres i fra 25 sek. tilThe sulfonation reaction can be carried out in from 25 sec. to

100 timer, fortrinnsvis fra 2 min. til 2 timer, ved temperaturer på fra ca. -50°C til 120°C, fortrinnsvis fra 0°C til 80°C. Sulfoneringsmetodene som er anvendelige ved fremstilling av sure katalysatorer for anvendelse ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse er åpenbart i US-patent 3.642.728 og de referanser som der er angitt, og patentet og referansene inkorporeres herved ved referanse. 100 hours, preferably from 2 min. to 2 hours, at temperatures of from approx. -50°C to 120°C, preferably from 0°C to 80°C. The sulfonation methods that are applicable in the preparation of acid catalysts for use in the method according to the present invention are disclosed in US patent 3,642,728 and the references indicated therein, and the patent and references are hereby incorporated by reference.

Oppfinnelsen er videre illustrert ved de følgende eksempler som er illustrerende for diverse aspekter av oppfinnelsen, og er ikke ment å skulle begrense omfanget av oppfinnelsen slik den er definert i de medfølgende krav. The invention is further illustrated by the following examples which are illustrative of various aspects of the invention, and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the accompanying claims.

Eksempel 1Example 1

Dehydratisering av alkoholerDehydration of alcohols

I denne reaksjon overvåkes reaksjonshastigheten ved måling av strømmen av olefinet, d.v.s. isobutylen, som er et reaksjonsprodukt fra dehydratisering av tert.-butanol i henhold til følgende reaksjon: In this reaction, the reaction rate is monitored by measuring the flow of the olefin, i.e. isobutylene, which is a reaction product from the dehydration of tert.-butanol according to the following reaction:

i nærvær av den sure katalysator som er beskrevet nedenunder. En liten, kontinuerlig strøm av isobutylen holdes i reaktoren for tilveiebringelse av et positivt trykk, såvel som for innledningsvis å mette t-butanolen. (På grunn av den høye løselighet av isobutylen i t-butanol kreves trykksetting; ellers ville reaksjonsproduktene, d.v.s. isobutylen, oppløses i reaktanten, d.v.s. isobutanol, og ville ikke bli observert. in the presence of the acidic catalyst described below. A small, continuous stream of isobutylene is maintained in the reactor to provide a positive pressure, as well as to initially saturate the t-butanol. (Due to the high solubility of isobutylene in t-butanol, pressurization is required; otherwise the reaction products, i.e. isobutylene, would dissolve in the reactant, i.e. isobutanol, and would not be observed.

Reaksjonshastigheten overvåkes kontinuerlig og er differansen mellom utløps-isobutylenstrømmen og innløps-isobutylenstrømmen). The reaction rate is continuously monitored and is the difference between the outlet isobutylene stream and the inlet isobutylene stream).

Til en 2000 ml kolbe tilsettes deretter 2,0 g av den katalysator som er beskrevet nedenunder, for å innlede dehydrati-seringsreaksjonen, og den resulterende tofase-blanding agiteres. To a 2000 ml flask is then added 2.0 g of the catalyst described below to initiate the dehydration reaction, and the resulting two-phase mixture is agitated.

Isobutylenet som utvikles fra t-butanolen måles som funksjon av tid og tas som indikasjon på reaksjonens fremdrift; med tid = 0 tatt som det punkt ved hvilket katalysatoren settes til t-butanolen. En induksjonsperiode observeres, hvoretter reaksjonshastigheten øker til et maksimum, og over et langt tidsrom går katalysatoraktiviteten ned etterhvert som t-butanolen blir rik på reaksjonsproduktvann. Vannet akkumulerer ved syrepunktet og "nivellerer" derved surheten. The isobutylene developed from the t-butanol is measured as a function of time and is taken as an indication of the progress of the reaction; with time = 0 taken as the point at which the catalyst is added to the t-butanol. An induction period is observed, after which the reaction rate increases to a maximum, and over a long period of time the catalyst activity decreases as the t-butanol becomes rich in reaction product water. The water accumulates at the acid point and thereby "levels" the acidity.

til to representative polystyrensulfonsyre-katalysatorer i henhold til teknikkens stand er gitt i fig. 1 og 2. Syrekatalysatorene som anvendes ved fremgangsmåten for dehydratisering av t-butanol, kan identifiseres som følger: to two representative polystyrene sulfonic acid catalysts according to the state of the art are given in fig. 1 and 2. The acid catalysts used in the process for dehydrating t-butanol can be identified as follows:

"Amberlite" IR-118H sterk syre"Amberlite" IR-118H strong acid

(sulfonert polystyren) ionebytteharpiks, gellulær form; (sulfonated polystyrene) ion exchange resin, cellular form;

1,76 milliekvivalenter SO3H pr. gram1.76 milliequivalents of SO3H per gram

"Amberlyst" 15 sterk syre (sulfonert polystyren) ionebytteharpiks, makroretikulær form; 2,5 "Amberlyst" 15 strong acid (sulfonated polystyrene) ion exchange resin, macroreticular form; 2.5

milliekvivalenter - SO3H pr. gram (våt)milliequivalents - SO3H per grams (wet)

MELS 217-2-97 Zr (Os PCe H3S03H)1(03PCH3)1MELS 217-2-97 Zr (Os PCe H3S03H)1(03PCH3)1

1,21 milliekvivalenter - SO3H pr. gram1.21 milliequivalents - SO3H per gram

MELS 205-50 Zr (03 PCe H3 S03 H) 2 / 2 (03PH)2/2MELS 205-50 Zr (03 PCe H3 S03 H) 2 / 2 (03PH)2/2

2,94 milliekvivalenter - SO3H pr. gram2.94 milliequivalents - SO3H per gram

Begge syrekatalysatorer som er betegnet MELS ble fremstilt ved å behandle en fenyl/CH3- eller fenyl/H-forløperforbindelse med høyt overflateareal med oleum (H2SCm /SO3 , rykende svovelsyre) ved 60°C i 20 min., fulgt av fortynning med vann og sekvensielle vaskinger med vann og/eller dietyleter for fjerning av rest-H2SO4 . Syrekatalysatoren ble tørket,karakterisertog knust til et fint pulver for tilsetning til reaktoren som inneholdt isobutylen-mettet t-butanol. Both acid catalysts designated MELS were prepared by treating a high surface area phenyl/CH3 or phenyl/H precursor compound with oleum (H2SCm /SO3 , fuming sulfuric acid) at 60°C for 20 min, followed by dilution with water and sequential washings with water and/or diethyl ether to remove residual H2SO4. The acid catalyst was dried, characterized and crushed to a fine powder for addition to the reactor containing isobutylene-saturated t-butanol.

Hver av MELS-katalysatorene blekarakterisert vedtermo-gravimetrisk analyse, infrarød spektroskopi, overflateareal og ble titrert for oppnåelse av surhet pr. punkt-data. Ekvivalent-punktet for titreringen ble tatt ved pH=6. Infrarød-spektrene bekreftet nærværet av sulfonering ved klart bevis på overgang fra mono-substituert til di-substituert aromatisk. Det kan sees av figurene at aktiviteten pr. punkt er uventet høyere for MELS-katalysatorene. Den større aktivitet hos de katalysatorer som benyttes ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse gjør det mulig for en å oppnå større produkt-gjennomgang pr. katalysatorvolum eller å anvende mindre katalysator for oppnåelse av samme produktivitet. I tillegg muliggjør denne større aktivitet at man kan operere med hvilken som helst av de syrekatalyserte prosesser som her er åpenbart, ved lavere temperaturer og derved tøye katalysatorens levetid og redusere dannelsen av høyere-temperatur-biprodukter til et minimum. Ved maksimal omsetning er aktiviteten pr. punkt av MELS 205-50-katalysatoren tilnærmet 12 ganger aktiviteten til polystyrensulfonsyre-katalysatorene i henhold til teknikkens stand. Den katalysator som er betegnet MELS 205-50 blir målt til å inkludere hydroksylandeler hvilket således indikerer at fosfitt-andelen er blitt oksydert til en fosforsyre-andel, hvilket videre gjør at aktiviteten til den sure katalysatorøker. Denne katalysator benyttes i følgende forsøk. Each of the MELS catalysts was characterized by thermo-gravimetric analysis, infrared spectroscopy, surface area and was titrated to obtain acidity per point data. The equivalent point for the titration was taken at pH=6. The infrared spectra confirmed the presence of sulfonation by clear evidence of transition from mono-substituted to di-substituted aromatics. It can be seen from the figures that the activity per point is unexpectedly higher for the MELS catalysts. The greater activity of the catalysts used in the method according to the present invention makes it possible to achieve greater product throughput per catalyst volume or to use less catalyst to achieve the same productivity. In addition, this greater activity enables any of the acid-catalyzed processes disclosed herein to be operated at lower temperatures, thereby extending catalyst life and minimizing the formation of higher-temperature by-products. At maximum turnover, the activity per point of the MELS 205-50 catalyst approximately 12 times the activity of the prior art polystyrene sulfonic acid catalysts. The catalyst designated MELS 205-50 is measured to include hydroxyl portions, which thus indicates that the phosphite portion has been oxidized to a phosphoric acid portion, which further increases the activity of the acidic catalyst. This catalyst is used in the following experiments.

Eksempel 2Example 2

Til en 300 ml gyngende autoklav av rustfritt stål satses toluen (92 g, 1 mol), propylen (41 g, 0,975 mol) og 13 g av katalysatoren fra eks. 1. Bomben oppvarmes i 30 min. til 100°C (109°C kappetemperatur) og varmen skrus av. Ved dette punkt er det et trykk på 300 psig (ca. 21 kg/cm<2>). Temperaturen stiger til 120°C, og trykket faller til 100 psig (ca. 7 kg/cm<2>) i løpet av de neste 10 minutter. Bomben rystes i 2 timer til, avkjøles og åpnes. Væsken destilleres slik at man får et kutt som er hovedsakelig o-isopropyltoluen med mindre mengder av meta- og para-isomerer. Et annet kutt er for det meste 2,4-diisopropyltoluen, og bunnen er for det meste 2,4,6-triisopropyl-toluen. Toluene (92 g, 1 mol), propylene (41 g, 0.975 mol) and 13 g of the catalyst from ex. 1. The bomb is heated for 30 min. to 100°C (109°C jacket temperature) and the heat is turned off. At this point there is a pressure of 300 psig (about 21 kg/cm<2>). The temperature rises to 120°C and the pressure drops to 100 psig (about 7 kg/cm<2>) over the next 10 minutes. The bomb is shaken for another 2 hours, cooled and opened. The liquid is distilled so that a cut is obtained which is mainly o-isopropyltoluene with smaller amounts of meta- and para-isomers. Another cut is mostly 2,4-diisopropyltoluene, and the bottom is mostly 2,4,6-triisopropyltoluene.

Eksempel 3Example 3

I dette eksempel blir reaksjonen mellom isobutylen og eddiksyre for å gi tert.-butylacetat katalysert med syrekatalysatoren fra eks. 1. Dette foregår enten i sats eller i en reaktor med kontinuerlig strømning. Ved et molforhold på 2,4 In this example, the reaction between isobutylene and acetic acid to give tert-butyl acetate is catalyzed with the acid catalyst from ex. 1. This takes place either in batch or in a reactor with continuous flow. At a molar ratio of 2.4

til 3,3 mellom eddiksyre og isobutylen blir 85% omdannelse til t-butylacetat, basert på isobutylen, oppnådd ved anvendelse av en reaktor med fast sjikt og 9-10 minutters kontakt-tid. Polymerisasjonen er ikke signifikant, da det bare påvises fra to 3.3 between acetic acid and isobutylene, 85% conversion to t-butyl acetate, based on isobutylene, is achieved using a fixed bed reactor and 9-10 minute contact time. The polymerization is not significant, as it is only detected from

et spor til 1,6% av Cs Hi s . Reaksjonsbetingelsene for denne reaksjon er beskrevet i US-patentskrift 3.678.099 (Kemp), som herved inkorporeres ved referanse. a trace to 1.6% of Cs Hi s . The reaction conditions for this reaction are described in US patent 3,678,099 (Kemp), which is hereby incorporated by reference.

Selv om spesielle utførelsesformer av oppfinnelsen er beskrevet, skal det forstås at oppfinnelsen naturligvis ikke er begrenset til disse, siden mange innlysende modifikasjoner kan gjøres, og det er hensikten å inkludere innen denne oppfinnelse hvilke som helst av slike modifikasjoner som vil falle innen omfanget av de medfølgende krav. Although particular embodiments of the invention have been described, it is to be understood that the invention is of course not limited to these, since many obvious modifications can be made, and it is intended to include within this invention any such modifications that will fall within the scope of the accompanying requirements.

Claims

1. Process for converting a reactant into a reaction product, in the presence of a solid acid catalyst comprising sulfonic acid groups covalently bound to a polymeric chain, the improvement comprising increasing the rate of conversion, on an equivalent sulfonic acid basis, by providing as said polymeric chain a compound which is represented by the general formula:

where M is a tetravalent metal ion; Z is a pentavalent atom, selected from the group consisting of elements from Group V of the Periodic Table having an atomic weight greater than 30; x ranges from 0 to 1; R is selected from the group consisting of organoradicals and mixtures of hydrogen radicals and organoradicals; and n varies from 1 to 2; provided that n is 1 when R is terminated with a tri- or tetraoxy-pentavalent atom.

2. Method as stated in claim 1, where the reactant is an organic reactant.

3. Process as stated in claim 2, where the reactant is an olefin.

4. Method as stated in claim 3, where the reaction product is an isomer of said olefin.

6. Method as stated in claim 3, further comprising bringing said olefin into contact with said catalyst in the presence of another reactant having a hydroxyl group, to obtain a reaction product comprising an ether or an alcohol.

7. Method as stated in claim 3, further comprising bringing said olefin into contact with said catalyst in the presence of another reactant comprising a carboxylic acid group to obtain a reaction product comprising an ester.

8. Method as stated in claim 3, further comprising bringing said olefin into contact with said catalyst in the presence of another reactant comprising an aromatic group, to obtain a reaction product comprising an alkylated aromatic compound.

9. Method as stated in claim 3, further comprising bringing said olefin into contact with said catalyst in the presence of another reactant comprising a peroxy acid group to obtain a reaction product comprising an epoxide.

10. Method as stated in claim 2, where the reactant is an alcohol.

11. Method as stated in claim 10, where the reaction product is an olefin.

12. Method as stated in claim 10, further comprising bringing the alcohol into contact with the catalyst in the presence of another reactant comprising a carboxylic acid group, to obtain a reaction product comprising an ester.

13. Method as set forth in claim 10, further comprising bringing the alcohol into contact with the catalyst in the presence of another reactant comprising an aromatic group, to obtain a reaction product comprising an alkylated aromatic.

14. Process as stated in claim 2, where the reactant is an anhydride.

15. Method as stated in claim 14, further comprising bringing said anhydride into contact with the catalyst in the presence of another reactant comprising an aromatic or olefinic group comprising an acetylated aromatic or an acetylated olefin.

16. Method as stated in claim 2, where the reactant is an aldehyde or ketone and the reaction product comprises condensed aldehydes or ketones.

17. Method as stated in claim 2, where the reactant is a hydroperoxide or a peroxide.

18. Process as stated in claim 7, where the first reactant is selected from the group consisting of C2 -Cs straight-chain and branched olefins and Cs-Ca cyclic olefins and said second reactant is selected from the group consisting of saturated and unsaturated carboxylic acids which have from 1 to 8 carbon atoms.

19. Method as stated in claim 18, where the first reactant is isobutylene and the second reactant is selected from the group consisting of methacrylic acid and acetic acid.

20. Method as stated in claim 8, where the first reactant comprises propylene, the second reactant comprises benzene and the reaction product comprises cumene.

21. Process as set forth in claim 4, wherein the olefin is a C4-C10 monoolefin.

22. Method as stated in claim 21, where the olefin is selected from the group consisting of nonene, 1-butene and 1-octene.

23. Method as stated in claim 17, where the first reactant is cumene hydroperoxide and the reaction product is a mixture of acetone and phenol.

24. Method as stated in claim 2, where the reactant is an epoxide and the reaction product is a glycol.

25. Method as stated in claim 24, where the epoxide is selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide.

26. Method as stated in claim 2, where the reactant is an ester and the reaction product comprises a carboxylic acid and an alcohol.

27. Method as stated in claim 2, where the reactant comprises a mixture of an aromatic compound and HNO3 and the reaction product is a nitroaromatic compound.

28. Method as set forth in claim 27, wherein the aromatic compound is selected from the group consisting of benzene and toluene.

29. Method as stated in claim 3, further comprising bringing the olefin into contact with the catalyst in the presence of a tertiary alkane, and where the reaction product comprises an alkylation product.

30. Process as stated in claim 29, where the olefin is n-butene, the tertiary alkane is isobutane and the reaction product comprises iso-octane.

31. Method as stated in claim 2, where the reaction product is a linear alkane and the reaction product is a branched isomer of the linear alkane.

32. Method as stated in claim 10, where the reaction product is an ether.

33. Method as stated in claim 32, where the alcohol is selected from the group consisting of methanol and ethanol and the reaction product is respectively dimethyl ether and diethyl ether.

34. Method as stated in claim 17, further comprising bringing the peroxide into contact with the catalyst in the presence of a carboxylic acid, and the reaction product is a percarboxylic acid.

35. Method as stated in claim 34, where the peroxide is hydrogen peroxide, the carboxylic acid is acetic acid and the percarboxylic acid is peracetic acid.

36. Method as stated in claim 26, where the ester is sucrose and the reaction product comprises fructose and glucose.

37. Method as stated in claim 2, where the reactant comprises an aldehyde or a ketone and the reaction is carried out in the presence of an aromatic compound.

38. Method as set forth in claim 37, wherein the reactant comprises acetone and the aromatic compound is phenol.

39. Method as set forth in claim 37, wherein the reactant comprises formaldehyde and the aromatic compound is aniline.

40. Method as set forth in claim 5, wherein the olefin is a C4-C10 monoolefin.

41. Method as stated in claim 1, where the conversion is carried out at a temperature of from 25 to 175°C and a pressure of from 1 to 50 atmospheres.

42. Method as stated in claim 1, where the reactant is brought into contact with the solid acid catalyst in liquid phase.

43. Method as stated in claim 1, where M is selected from the group consisting of Zr, W, U, Ti, Th, Te, Sn, Si, Ru, Pu, V, Pr, Pb, Os, Nb, Mo, Mn, Ir, Hf, Ge, Ce and mixtures thereof.

44. Method as stated in claim 43, where Z is P and M is Zr.

45. Method as stated in claim 44, where R is selected from the group consisting of alkyl, aryl and mixtures of alkyl and/or aryl and hydrogen radicals.

46. Method as stated in claim 45, where R is selected from the group consisting of phenyl and mixtures of phenyl, hydrogen and methyl radicals.

47. Method as set forth in claim 46, wherein the compound is represented by the general formula

where y ranges from 0.5 to 1 and R' is selected from the group consisting of hydrogen and methyl.