RU2527455C1 - Method of producing aldehydes - Google Patents

Method of producing aldehydes Download PDF

Info

Publication number
RU2527455C1
RU2527455C1 RU2013113745/04A RU2013113745A RU2527455C1 RU 2527455 C1 RU2527455 C1 RU 2527455C1 RU 2013113745/04 A RU2013113745/04 A RU 2013113745/04A RU 2013113745 A RU2013113745 A RU 2013113745A RU 2527455 C1 RU2527455 C1 RU 2527455C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ligand
antioxidant
hydroformylation
mol
aldehyde
Prior art date
Application number
RU2013113745/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Александрович Королев
Сергей Николаевич Руш
Татьяна Евгеньевна Крон
Юрий Геннадьевич Носков
Галина Александровна Корнеева
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" filed Critical Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть"
Priority to RU2013113745/04A priority Critical patent/RU2527455C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2527455C1 publication Critical patent/RU2527455C1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a method of producing aldehydes via hydroformylation of terminal or internal olefins in the presence of a catalyst system containing rhodium and a mono- or polyphosphite ligand. An antioxidant is added to the reaction mixture, the antioxidant being phenols or thioureas of general formulae:
Figure 00000008
where R denotes identical or different aliphatic or aromatic univalent radicals or hydrogen, and hydroformylation is carried out in liquid phase in a solvent medium in form of aldehyde, with rhodium concentration of 0.1-2 mmol/l, at temperature of 20-150°C and pressure of 0.2-5 MPa, wherein the amount of the antioxidant is 1-30 mol/mol phosphite ligand.
EFFECT: invention enables to obtain end products using an efficient method at low raw material costs.
2 tbl, 15 ex

Description

Изобретение относится к основному органическому, тонкому органическому и нефтехимическому синтезу и может быть использовано для гидроформилирования олефинов в соответствующие альдегиды.The invention relates to basic organic, fine organic and petrochemical synthesis and can be used for hydroformylation of olefins into the corresponding aldehydes.

Гидроформилирование линейных олефинов является промышленным крупнотоннажным процессом получения альдегидов и продуктов на их основе. Одним из вариантов проведения процесса является гидроформилирование олефинов на гомогенных родиевых катализаторах, модифицированных фосфитными лигандами. Наряду с преимуществами подобные каталитические системы имеют ряд недостатков - высокая стоимость Rh и лигандов, высокая реакционная способность лигандов в нежелательных деструктивных процессах. Появление в реакционной среде кислот, воды, кислорода и других химически активных соединений приводит к стремительной деградации триорганофосфитов. Существует несколько путей превращения фосфитных лигандов - гидролиз с образованием кислых фосфитов, взаимодействие с альдегидами с дальнейшей перегруппировкой в альфа-гидроксифосфонаты, окисление (Applied Catalysis А, 2001, Т.212. С.61-81).Hydroformylation of linear olefins is an industrial large-scale process for producing aldehydes and products based on them. One option for the process is the hydroformylation of olefins on homogeneous rhodium catalysts modified with phosphite ligands. Along with the advantages, such catalytic systems have several disadvantages - the high cost of Rh and ligands, and the high reactivity of ligands in undesirable destructive processes. The appearance of acids, water, oxygen and other chemically active compounds in the reaction medium leads to the rapid degradation of triorganophosphites. There are several ways of converting phosphite ligands - hydrolysis with the formation of acid phosphites, interaction with aldehydes with further rearrangement into alpha-hydroxyphosphonates, oxidation (Applied Catalysis A, 2001, T.212. S. 61-81).

Несмотря на то что фосфитные лиганды считаются более устойчивыми к окислению по сравнению с фосфиновыми, это справедливо лишь в случае окисления молекулярным кислородом. В среде алифатического альдегида окисление лигандов идет со значительно большими скоростями, поскольку альдегид выступает в роли медиатора кислорода. При взаимодействии альдегида с кислородом образуются высокоактивные радикалы ацильного, гидропероксидного и других типов, а также перекиси (Успехи химии, 1985, Т.54. Вып.6. С.903-922), которые способны взаимодействовать с лигандом быстрее, чем молекулярный кислород, например (Успехи химии, 1971, Т.40. Вып.2. С.254-275):Despite the fact that phosphite ligands are considered more resistant to oxidation than phosphine ligands, this is true only in the case of oxidation by molecular oxygen. In an aliphatic aldehyde medium, ligand oxidation proceeds at significantly higher rates, since the aldehyde acts as an oxygen mediator. The interaction of the aldehyde with oxygen produces highly active radicals of acyl, hydroperoxide and other types, as well as peroxide (Uspekhi Khimii, 1985, Vol. 54. Issue 6. P.903-922), which are able to interact with the ligand faster than molecular oxygen, for example (Advances in Chemistry, 1971, Vol. 40. Issue 2. S.254-275):

RCHO+O2→·RC(O)OOH; (RO)3P+RC(O)OOH→RC(O)OH+(RO)3P=O.RCHO + O 2 → RC (O) OOH; (RO) 3 P + RC (O) OOH → RC (O) OH + (RO) 3 P = O.

По этим причинам к чистоте используемого сырья предъявляются высокие требования. Для подавления заметного окисления фосфитов содержание кислорода в сырье не должно превышать 1-10 ppm и менее. По этой причине для увеличения срока службы катализаторной композиции необходимы стадии глубокой очистки сырья от кислорода. Это приводит к удорожанию получаемых альдегидов и продуктов на их основе. К тому же в момент первоначального запуска процесса окисление лиганда не полностью удаленным из системы и сорбированным на оборудовании кислородом осуществляется особенно интенсивно.For these reasons, high demands are made on the purity of the raw materials used. To suppress the noticeable oxidation of phosphites, the oxygen content in the feed should not exceed 1-10 ppm or less. For this reason, to increase the service life of the catalyst composition, stages of deep purification of raw materials from oxygen are necessary. This leads to a rise in price of the resulting aldehydes and products based on them. In addition, at the time of the initial start of the process, the oxidation of the ligand by the oxygen not completely removed from the system and sorbed on the equipment with oxygen is especially intense.

В литературе описано несколько способов замедления деградации фосфитного лиганда посредством введения в реакционную смесь различных добавок. Однако, исходя из их химической сущности, они не решают проблем с окислением. Так, известен способ гидроформилирования олефинов (патент US 5364950) с добавками соединений, содержащих оксирановый цикл для связывания гидроксифосфонатов. Данные вещества позволяют инактивировать кислоты, образующиеся из фосфитов, но не обладают антиоксидантными свойствами.The literature describes several methods for slowing down the degradation of a phosphite ligand by introducing various additives into the reaction mixture. However, based on their chemical nature, they do not solve oxidation problems. Thus, a method is known for hydroformylating olefins (US Pat. No. 5,364,950) with additives of compounds containing an oxirane ring to bind hydroxyphosphonates. These substances allow inactivation of acids formed from phosphites, but do not have antioxidant properties.

Предложен способ нейтрализации кислот, образующихся из фосфитов, непрерывным пропусканием части потока катализаторного раствора через колонну с ионно-обменной смолой (патент US 4599206). Однако данный метод требует введения в процесс дополнительного оборудования, которое может быть источником сорбированного кислорода.A method is proposed for neutralizing acids formed from phosphites by continuously passing part of the stream of catalyst solution through a column with an ion-exchange resin (US Pat. No. 4,599,206). However, this method requires the introduction of additional equipment that can be a source of sorbed oxygen.

Известен способ получения альдегидов гидроформилированием олефинов (патенты US 5731472, US 5744650) с введением в реакционную смесь аминов или азотсодержащих гетероциклов, которые препятствуют автокаталитическому гидролизу фосфитов. Однако добавление аминов вызывает протекание побочных процессов, например олигомеризации альдегидов. Кроме того, амины не могут предотвратить окисление фосфита в растворе альдегида.A known method of producing aldehydes by hydroformylation of olefins (US patents 5731472, US 5744650) with the introduction into the reaction mixture of amines or nitrogen-containing heterocycles that interfere with the autocatalytic hydrolysis of phosphites. However, the addition of amines causes side processes, for example, oligomerization of aldehydes. In addition, amines cannot prevent the oxidation of phosphite in an aldehyde solution.

Имеются сведения о введении 2,6-дитретбутил-4-метилфенола в реакционную смесь гидроформилирования в качестве антиоксиданта (WO 195003702, US 4599206). Однако к какому техническому результату это приводит и как сказывается на стабильности фосфитного лиганда, не сообщается. В то же время известно, что недостаточно объемные моноядерные фенолы способны переэтерифицировать P-O-связи лигандов, разрушая их структуру, что особенно критично для полифосфитов и областей высоких температур (свыше 100-110°C). Это препятствует применению больших концентраций антиоксидантов подобного типа, которые необходимы для снижения требований к очистке сырья и достижения при этом продолжительного действия каталитического комплекса.There is evidence of the addition of 2,6-ditretbutyl-4-methylphenol to the hydroformylation reaction mixture as an antioxidant (WO 195003702, US 4,599,206). However, what technical result this leads to and how it affects the stability of the phosphite ligand is not reported. At the same time, it is known that insufficiently voluminous mononuclear phenols are able to transesterify P-O bonds of ligands, destroying their structure, which is especially critical for polyphosphites and high temperature regions (above 100-110 ° C). This prevents the use of large concentrations of antioxidants of this type, which are necessary to reduce the requirements for the purification of raw materials and achieve at the same time a long-term action of the catalytic complex.

Для стабилизации дорогостоящих полифосфитов могут быть использованы монофосфины (US 6153800, US 2012/0029242). Однако добавление фосфинов вызывает снижение активности катализатора, причем для нивелирования этого эффекта требуется применение специфических и достаточно труднодоступных лигандов (как фосфиновых, так и фосфитных).Monophosphines (US 6153800, US 2012/0029242) can be used to stabilize expensive polyphosphites. However, the addition of phosphines causes a decrease in the activity of the catalyst; moreover, the use of specific and rather inaccessible ligands (both phosphine and phosphite) is required to level this effect.

Задачей изобретения выступает создание эффективного способа получения альдегидов и снижения затрат на его осуществление за счет смягчения требований к качеству очистки сырья и уменьшения расхода дорогостоящего фосфорорганического лиганда.The objective of the invention is the creation of an effective way to obtain aldehydes and reduce costs for its implementation by mitigating the requirements for the quality of purification of raw materials and reduce the consumption of expensive organophosphorus ligand.

Технический результат заключается в подавлении окисления фосфорорганического лиганда примесями кислорода в присутствии альдегидного продукта или растворителя, в результате чего деградация лиганда замедляется, срок службы каталитической системы продлевается и, следовательно, снижается ее расход. Одновременно снижаются требования к чистоте сырья и аппаратурному оформлению в части предотвращения контакта раствора катализатора с кислородом воздуха.The technical result consists in suppressing the oxidation of an organophosphorus ligand by oxygen impurities in the presence of an aldehyde product or solvent, as a result of which the degradation of the ligand is slowed down, the service life of the catalytic system is prolonged and, therefore, its consumption is reduced. At the same time, the requirements for raw material purity and hardware design are reduced in terms of preventing the contact of the catalyst solution with atmospheric oxygen.

Технический результат достигается добавлением в реакционную среду при гидроформилировании олефинов на родиевом катализаторе, модифицированном фосфитными лигандами, антиоксидантов класса тиомочевин и объемных бисфенолов в количествах 1-30 эквивалентов по отношению к лиганду. Указанные антиоксиданты имеют общие формулы:The technical result is achieved by adding to the reaction medium during hydroformylation of olefins on a rhodium catalyst modified with phosphite ligands, antioxidants of the thiourea class and bulk bisphenols in amounts of 1-30 equivalents relative to the ligand. These antioxidants have the general formulas:

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003

где R - одинаковые или различающиеся алифатические или ароматические одновалентные радикалы или водород. В качестве антиоксидантов из указанных формул могут использоваться тиомочевина, N-метил-N,N′-дифенилтиомочевина, 2,2′-метилен-бис(6-трет-бутил-4-метилфенол), 2,2′-бис(4,6-ди-трет-бутилфенол) и др.where R is the same or different aliphatic or aromatic monovalent radicals or hydrogen. As antioxidants from these formulas, thiourea, N-methyl-N, N′-diphenylthiourea, 2,2′-methylene bis (6-tert-butyl-4-methylphenol), 2,2′-bis can be used (4, 6-di-tert-butylphenol) and others.

Представленные вещества выступают в роли радикальных ловушек, связывая образующиеся из альдегида и кислорода активные окислители, и таким образом препятствуют окислению фосфита. Например, осуществляются реакции:The presented substances act as radical traps, binding active oxidizing agents formed from aldehyde and oxygen, and thus prevent the oxidation of phosphite. For example, reactions are carried out:

Figure 00000004
Figure 00000004

Гидроформилирование олефинов может осуществляться при температурах 20-150°C, суммарном давлении водорода, окиси углерода и непредельного соединения 0,05-5 МПа, парциальном давлении водорода 0,01-3 МПа, парциальном давлении монооксида углерода 0,01-3 МПа.Hydroformylation of olefins can be carried out at temperatures of 20-150 ° C, a total pressure of hydrogen, carbon monoxide and unsaturated compounds of 0.05-5 MPa, a partial pressure of hydrogen of 0.01-3 MPa, a partial pressure of carbon monoxide of 0.01-3 MPa.

Осуществление настоящего изобретения иллюстрируют приведенные ниже примеры.The implementation of the present invention is illustrated by the following examples.

Пример 1Example 1

Растворяют 33,36 мг дифосфитного лиганда А в 10 мл ацетона. Приготовленный раствор в количестве 1 мл на воздухе переносят в виалу объемом 4 мл, содержащую 2 мл ацетона, встряхивают и анализируют методом ВЭЖХ. Через 14 и 42 минуты концентрация фосфита в растворе не меняется и соответствует расчетной 1.11 мг/мл. Этот пример демонстрирует, что в растворе ацетона лиганд А устойчив к действию воздуха.33.36 mg of diphosphite ligand A are dissolved in 10 ml of acetone. The prepared solution in an amount of 1 ml in air is transferred into a 4 ml vial containing 2 ml of acetone, shaken and analyzed by HPLC. After 14 and 42 minutes, the concentration of phosphite in the solution does not change and corresponds to the calculated 1.11 mg / ml. This example demonstrates that ligand A is resistant to air in an acetone solution.

Лиганд АLigand A

Figure 00000005
Figure 00000005

Пример 2Example 2

Операции выполняют аналогично примеру 1 за исключением того, что в виалу вместо 2 мл ацетона помещают 2 мл свежеперегнанных бутиральдегидов (смесь н- и изобутираля с отношением н/изо ~1). Сразу после смешения растворов по ВЭЖХ исходный фосфит А не обнаруживается, причем наблюдаются пики, относящиеся к продуктам окисления одного или двух атомов фосфора. Этот пример показывает, что в присутствии альдегидов лиганд А подвергается быстрому окислению на воздухе.The operations are carried out analogously to example 1 except that instead of 2 ml of acetone, 2 ml of freshly distilled butyraldehydes (a mixture of n- and isobutyral with a ratio of n / iso ~ 1) are placed in a vial. Immediately after mixing the solutions by HPLC, the initial phosphite A is not detected, and peaks are observed related to the products of oxidation of one or two phosphorus atoms. This example shows that in the presence of aldehydes, ligand A undergoes rapid oxidation in air.

Примеры 3-6Examples 3-6

Операции выполняют аналогично примеру 2 за исключением того, что в бутиральдегид предварительно добавляют 13 моль на 1 моль фосфита А 2,2′-метилен-бис(6-трет-бутил-4-метилфенол), N-метил-N,N′-дифенилтиомочевины, тиомочевины или 2,2′-бис(4,6-ди-трет-бутилфенола). Пробы анализируют методом ВЭЖХ через промежутки времени, указанные в таблице 1, находя количество оставшегося фосфита в % по отношению к его расчетной начальной концентрации (1.11 мг/мл). Результат представлен в таблице 1.The operations are carried out analogously to example 2 with the exception that 13 mol per 1 mol of phosphite A 2,2′-methylene bis (6-tert-butyl-4-methylphenol), N-methyl-N, N′- diphenylthiourea, thiourea or 2,2′-bis (4,6-di-tert-butylphenol). Samples are analyzed by HPLC at the time intervals indicated in Table 1, finding the amount of phosphite remaining in% relative to its calculated initial concentration (1.11 mg / ml). The result is presented in table 1.

Примеры 3-6 показывают, что добавки антиоксидантов класса фенолов, тиомочевин и фосфинов замедляют окисление фосфитного лиганда в растворе альдегида.Examples 3-6 show that the addition of antioxidants of the phenol, thiourea and phosphine class slows down the oxidation of a phosphite ligand in an aldehyde solution.

Таблица 1Table 1 ПримерExample Антиоксидант*Antioxidant* N, %N% Сразу после смешиванияImmediately after mixing Через 14 мин после смешивания14 min after mixing Через 42 мин после смешивания42 min after mixing 22 нетno 00 00 00 33 МВТВМРMVTVMR 8080 7979 7575 4four MDPTUMdptu ~100~ 100 8888 5959 55 TUTU 7272 5353 3131 66 BDTBPBdtbp 9898 8888 8585 *МВТВМР=2,2′-метилен-бис(6-трет-бутил-4-метилфенол), MDPTU=N-метил-N,N′-дифенилтиомочевина, TU=тиомочевина, BDTBP=2,2′-бис(4,6-ди-трет-бутилфенол).* MWTMP = 2,2′-methylene bis (6-tert-butyl-4-methylphenol), MDPTU = N-methyl-N, N′-diphenylthiourea, TU = thiourea, BDTBP = 2,2′-bis (4 , 6-di-tert-butylphenol).

N, %=100%*C/Co, где С - текущая концентрация фосфита в растворе, Co - начальная концентрация фосфита, рассчитанная на основании загрузки.N,% = 100% * C / Co, where C is the current phosphite concentration in the solution, Co is the initial phosphite concentration calculated on the basis of the load.

Сравнительный пример 1СComparative Example 1C

В стальной автоклав производства Parr Instrument объемом 100 мл, снабженный устройствами для термостатирования и перемешивания, в токе аргона помещают 20 мл смеси бутиральдегидов (н/изо ~1), 1,52 мг Rh(acac)(CO)2 и 50,33 мг лиганда A (A/Rh=10, [Rh]=0.3 ммоль/л). Автоклав продувают азотом (3*1,5 МПа) и нагревают до 90°С. После этого отбирают пробу жидкой фазы (1 мл), соответствующей раствору до начала реакции. Часть раствора (0,2 мл) помещают в виалу (0,3 мл), содержащую ~3 мг тиомочевины, и методом ВЭЖХ определяют долю не подвергшегося деградации свободного лиганда в % от теоретического количества, найденного на основании загрузки катализатора. Далее в автоклав вводят 3 мл пропилена, доводят общее давление до 2 МПа посредством подачи синтез-газа (H2/CO=1) и проводят процесс при постоянном давлении, находя начальную скорость реакции (TOF, моль альдегида на 1 моль Rh в час) по поглощению синтез-газа из калиброванной мерной емкости. По завершении поглощения синтез-газа, автоклав охлаждают, региоселективность гидроформилирования (SH) рассчитывают на основании ГЖХ-анализа исходной и результирующей смеси альдегидов. Долю не подвергшегося деградации лиганда определяют методом ВЭЖХ, как это указано выше. Результат представлен в таблице 2. Сравнительный пример 1С показывает, что в отсутствии антиоксиданта и без принятия специальных мер по предотвращению попадания кислорода в растворитель более 90% свободного дифосфитного лиганда распадается еще до начала реакции.In a 100 ml Parr Instrument steel autoclave equipped with thermostatic and mixing devices, 20 ml of a mixture of butyraldehydes (n / iso ~ 1), 1.52 mg Rh (acac) (CO) 2 and 50.33 mg are placed in an argon stream ligand A (A / Rh = 10, [Rh] = 0.3 mmol / L). The autoclave is purged with nitrogen (3 * 1.5 MPa) and heated to 90 ° C. After that, a sample of the liquid phase (1 ml) corresponding to the solution before the start of the reaction is taken. A portion of the solution (0.2 ml) was placed in a vial (0.3 ml) containing ~ 3 mg of thiourea, and the fraction of undegradable free ligand in% of the theoretical amount found on the basis of the catalyst load was determined by HPLC. Then 3 ml of propylene are introduced into the autoclave, the total pressure is adjusted to 2 MPa by means of synthesis gas supply (H 2 / CO = 1) and the process is carried out at a constant pressure, finding the initial reaction rate (TOF, mol of aldehyde per 1 mol of Rh per hour) on the absorption of synthesis gas from a calibrated measuring tank. Upon completion of the synthesis gas absorption, the autoclave is cooled, hydroformylation regioselectivity (S H ) is calculated based on GLC analysis of the initial and resulting aldehyde mixture. The fraction of the non-degraded ligand is determined by HPLC as described above. The result is presented in table 2. Comparative example 1C shows that in the absence of an antioxidant and without special measures to prevent oxygen from entering the solvent, more than 90% of the free diphosphite ligand decomposes before the reaction begins.

Сравнительный пример 2СComparative Example 2C

Все операции проводятся аналогично сравнительному примеру 1С за исключением того, что в автоклав в токе аргона сначала загружают катализатор, после чего автоклав вакуумируют масляным насосом до 0.1 Торр и по тонкому стальному капилляру вводят свежеперегнанный в атмосфере CO бутиральдегид. Загрузку осуществляют в токе CO без разгерметизации перегонной аппаратуры. Результат представлен в таблице 2. В сопоставлении с примером 1С сравнительный пример 2С показывает, что меры по предотвращению контакта альдегидного растворителя с кислородом воздуха в значительной степени замедляют деструкцию дифосфитного лиганда.All operations are carried out similarly to comparative example 1C except that the catalyst is first loaded into the autoclave in an argon stream, after which the autoclave is vacuumized with an oil pump to 0.1 Torr and butyraldehyde freshly distilled in the atmosphere is introduced through a thin steel capillary. The loading is carried out in a current of CO without depressurization of the distillation apparatus. The result is presented in table 2. In comparison with example 1C, comparative example 2C shows that measures to prevent the contact of the aldehyde solvent with atmospheric oxygen significantly slow down the destruction of the diphosphite ligand.

Примеры 7-9Examples 7-9

Все операции проводятся аналогично сравнительному примеру 1С за исключением того, что перед загрузкой альдегидного растворителя в автоклав помещают антиоксидант (см. табл.2) в количестве 3 моль на 1 моль лиганда А. В сопоставлении со сравнительным примером 1С примеры 7-9 показывают, что добавление антиоксиданта предотвращает драматическое окисление свободного дифосфита при проведении гидроформилирования. В сопоставлении со сравнительным примером 2С видно, что антиоксидант практически не влияет на скорость и региоселективность целевой реакции.All operations are carried out similarly to comparative example 1C, except that before loading the aldehyde solvent, an antioxidant is placed in the autoclave (see Table 2) in an amount of 3 mol per 1 mol of ligand A. In comparison with comparative example 1C, examples 7-9 show that the addition of an antioxidant prevents the dramatic oxidation of free diphosphite during hydroformylation. In comparison with comparative example 2C, it is seen that the antioxidant practically does not affect the speed and regioselectivity of the target reaction.

Сравнительный пример 3СComparative Example 3C

В стальной автоклав производства Parr Instrument объемом 100 мл, снабженный устройствами для термостатирования и перемешивания, в токе аргона помещают 19 мл смеси бутиральдегидов (н/изо ~1), 1 мл раствора Rh(acac)(CO)2 в п-ксилоле, содержащий 0.517 мг указанного комплекса родия, и 38,86 мг лиганда Б (Б/Rh=30, [Rh] 0.1 ммоль/л). Автоклав продувают азотом (3*1,5 МПа) и нагревают до 90°C. После этого отбирают пробу жидкой фазы (1 мл), соответствующей раствору до начала реакции. Часть раствора (0,2 мл) помещают в виалу (0,3 мл), содержащую ~3 мг тиомочевины, и методом ВЭЖХ определяют долю не подвергшегося деградации свободного лиганда. Далее в автоклав вводят 8 мл пропилена, доводят общее давление до 2.1 МПа посредством подачи синтез-газа (H2/CO=1) и проводят процесс при постоянном давлении, находя начальную скорость реакции (TOF, моль альдегида на 1 моль Rh в час) по поглощению синтез-газа из калиброванной мерной емкости. По завершении поглощения синтез-газа автоклав охлаждают, региоселективность гидроформилирования (SH) рассчитывают на основании ГЖХ-анализа исходной и результирующей смеси альдегидов. Долю не подвергшегося деградации свободного лиганда определяют методом ВЭЖХ, как это указано выше. Результат представлен в таблице 2. Сравнительный пример 3С показывает, что в отсутствие антиоксиданта и без принятия специальных мер по предотвращению попадания кислорода в растворитель около 50% свободного монофосфитного лиганда распадается еще до начала реакции. Одновременно по ВЭЖХ фиксируется интенсивное образование продукта окисления - фосфата.In a 100 ml Parr Instrument steel autoclave equipped with thermostatic and mixing devices, 19 ml of a mixture of butyraldehydes (n / iso ~ 1), 1 ml of a solution of Rh (acac) (CO) 2 in p-xylene containing 0.517 mg of the indicated rhodium complex, and 38.86 mg of ligand B (B / Rh = 30, [Rh] 0.1 mmol / L). The autoclave is purged with nitrogen (3 * 1.5 MPa) and heated to 90 ° C. After that, a sample of the liquid phase (1 ml) corresponding to the solution before the start of the reaction is taken. A portion of the solution (0.2 ml) was placed in a vial (0.3 ml) containing ~ 3 mg of thiourea, and the fraction of undegraded free ligand was determined by HPLC. Then 8 ml of propylene are introduced into the autoclave, the total pressure is adjusted to 2.1 MPa by means of synthesis gas (H 2 / CO = 1) and the process is carried out at a constant pressure, finding the initial reaction rate (TOF, mol of aldehyde per 1 mol of Rh per hour) on the absorption of synthesis gas from a calibrated measuring tank. Upon completion of the synthesis gas absorption, the autoclave is cooled, the regioselectivity of hydroformylation (S H ) is calculated on the basis of GLC analysis of the initial and resulting mixture of aldehydes. The fraction of non-degraded free ligand is determined by HPLC as described above. The result is shown in Table 2. Comparative example 3C shows that in the absence of an antioxidant and without taking special measures to prevent oxygen from entering the solvent, about 50% of the free monophosphite ligand decomposes before the reaction begins. At the same time, the intensive formation of an oxidation product, phosphate, is detected by HPLC.

Лиганд БLigand B

Figure 00000006
Figure 00000006

Пример 10Example 10

Все операции проводятся аналогично сравнительному примеру 3С за исключением того, что перед загрузкой альдегидного растворителя в автоклав помещают 2,2′-метилен-бис(6-трет-бутил-4-метилфенол), (см. табл.2) в количестве 3 моль на 1 моль лиганда Б. В сопоставлении со сравнительным примером 3С пример 10 показывает, что добавление антиоксиданта значительно замедляет окисление свободного монофосфита.All operations are carried out analogously to comparative example 3C, except that before loading the aldehyde solvent, 2,2′-methylene bis (6-tert-butyl-4-methylphenol) is placed in the autoclave, (see table 2) in an amount of 3 mol per 1 mol of ligand B. In comparison with comparative example 3C, example 10 shows that the addition of an antioxidant significantly slows down the oxidation of free monophosphite.

Сравнительный пример 4СComparative Example 4C

В стальной автоклав производства Parr Instrument объемом 100 мл, снабженный устройствами для термостатирования и перемешивания, в токе аргона помещают 17 мл смеси бутиральдегидов (н/изо ~1), 3 мл раствора Rh(acac)(CO)2 в п-ксилоле, содержащего 7,78 мг указанного комплекса родия, и 195,11 мг лиганда Б (Б/Rh=10, [Rh] 1,5 ммоль/л). Автоклав продувают азотом (3*15 атм) и нагревают до 130°C. После этого отбирают пробу жидкой фазы (1 мл), соответствующей раствору до начала реакции. Часть раствора (0,2 мл) помещают в виалу (0,3 мл), содержащую ~3 мг тиомочевины, и методом ВЭЖХ определяют долю не подвергшегося деградации свободного лиганда. Далее в автоклав вводят 8 мл бутена-2, доводят общее давление до 3,5 МПа посредством подачи синтез-газа (H2/CO=1) и проводят процесс при постоянном давлении, находя начальную скорость реакции (TOF, моль альдегида на 1 моль Rh в час) по поглощению синтез-газа из калиброванной мерной емкости. По завершении поглощения синтез-газа автоклав охлаждают, региоселективность гидроформилирования (SH) рассчитывают на основании ГЖХ-анализа. Долю не подвергшегося деградации лиганда определяют методом ВЭЖХ, как это указано выше. Результат представлен в таблице 2. Сравнительный пример 4С показывает, что в отсутствие антиоксиданта и без принятия специальных мер по предотвращению попадания кислорода в растворитель около 50% свободного монофосфитного лиганда распадается еще до начала реакции.In a 100 ml Parr Instrument steel autoclave equipped with thermostatic and mixing devices, 17 ml of a mixture of butyraldehydes (n / iso ~ 1), 3 ml of a solution of Rh (acac) (CO) 2 in p-xylene containing 7.78 mg of the indicated rhodium complex, and 195.11 mg of ligand B (B / Rh = 10, [Rh] 1.5 mmol / L). The autoclave is purged with nitrogen (3 * 15 atm) and heated to 130 ° C. After that, a sample of the liquid phase (1 ml) corresponding to the solution before the start of the reaction is taken. A portion of the solution (0.2 ml) was placed in a vial (0.3 ml) containing ~ 3 mg of thiourea, and the fraction of undegraded free ligand was determined by HPLC. Next, 8 ml of butene-2 is introduced into the autoclave, the total pressure is adjusted to 3.5 MPa by means of synthesis gas (H 2 / CO = 1) and the process is carried out at constant pressure, finding the initial reaction rate (TOF, mol of aldehyde per 1 mol Rh per hour) for the absorption of synthesis gas from a calibrated measuring tank. Upon completion of the synthesis gas absorption, the autoclave is cooled, the regioselectivity of hydroformylation (S H ) is calculated based on GLC analysis. The fraction of the non-degraded ligand is determined by HPLC as described above. The result is shown in Table 2. Comparative example 4C shows that in the absence of an antioxidant and without taking special measures to prevent oxygen from entering the solvent, about 50% of the free monophosphite ligand decomposes before the reaction begins.

Пример 11Example 11

Все операции проводятся аналогично сравнительному примеру 4С за исключением того, что перед загрузкой альдегидного растворителя в автоклав помещают 2,2'-бис(4,6-ди-трет-бутилфенол) (см. табл.2) в количестве 30 моль на 1 моль лиганда Б. В сопоставлении со сравнительным примером 4С пример 11 показывает, что добавление антиоксиданта предотвращает драматическое окисление свободного монофосфита и не ухудшает показатели процесса гидроформилирования внутреннего олефина.All operations are carried out similarly to comparative example 4C, except that before loading the aldehyde solvent, 2,2'-bis (4,6-di-tert-butylphenol) is placed in the autoclave (see Table 2) in an amount of 30 mol per 1 mol ligand B. In comparison with comparative example 4C, example 11 shows that the addition of an antioxidant prevents the dramatic oxidation of free monophosphite and does not impair the performance of the hydroformylation process of the internal olefin.

Таблица 2table 2 ПримерExample ЛигандLigand Антиоксидант* Antioxidant * Антиоксидант/лигандAntioxidant / ligand TOF, ч-1 TOF, h -1 Sh**, %Sh ** ,% N***, %N *** ,% до реакцииbefore the reaction после реакцииafter the reaction 1C АBUT НетNo -- 1310013100 9393 77 00 2C АBUT НетNo -- 1440014400 9696 9292 50fifty 77 АBUT МВТВМРMVTVMR 33 1330013300 9595 9999 5454 88 АBUT TUTU 33 1140011400 9595 8787 4949 99 АBUT MDPTUMdptu 33 1300013000 9696 9999 50fifty 3C БB НетNo -- 5870058700 5555 4949 4040 1010 БB МВТВМРMVTVMR 33 6330063300 5757 8484 6969 4C БB НетNo -- 4413044130 30thirty 5252 3333 11eleven БB BDTBPBdtbp 30thirty 4628046280 3131 9797 9393 *MBTBMP=2,2′-метилен-бис(6-трет-бутил-4-метилфенол), MDPTU=N-метил,N,N′-дифенилтиомочевина, TU=тиомочевина, BDTBP=2,2′-бис(4,6-ди-трет-бутилфенол). * MBTBMP = 2,2′-methylene bis (6-tert-butyl-4-methylphenol), MDPTU = N-methyl, N, N′-diphenylthiourea, TU = thiourea, BDTBP = 2,2′-bis (4 , 6-di-tert-butylphenol). **Sh=100%×н/(н+изо), где н - выход линейного альдегида, изо - выход разветвленного альдегида. ** Sh = 100% × n / (n + iso), where n is the yield of linear aldehyde, iso is the yield of branched aldehyde. ***N, %=100%*C/Co, где C - текущая концентрация фосфита в растворе, Со - начальная концентрация свободного лиганда, рассчитанная на основании загрузки фосфита и родия. *** N,% = 100% * C / Co, where C is the current concentration of phosphite in solution, Co is the initial concentration of free ligand, calculated on the basis of the load of phosphite and rhodium.

Claims (1)

Способ получения альдегидов гидроформилированием терминальных или внутренних олефинов в присутствии каталитической системы, содержащей родий и моно- или полифосфитный лиганд, отличающийся тем, что в реакционную смесь добавляют антиоксидант, в качестве которого используют фенолы или тиомочевины, общих формул:
Figure 00000007
,
где R - одинаковые или различающиеся алифатические или ароматические одновалентные радикалы или водород, а гидроформилирование проводят в жидкой фазе в среде растворителя, в качестве которого используют альдегид, при концентрации родия 0,1-2 ммоль/л, при температуре 20-150°C и давлении 0,2-5 МПа, при этом количество антиоксиданта составляет 1-30 моль на 1 моль фосфитного лиганда.
The method of producing aldehydes by hydroformylation of terminal or internal olefins in the presence of a catalytic system containing rhodium and a mono- or polyphosphite ligand, characterized in that an antioxidant is added to the reaction mixture, which are used phenols or thioureas, of the general formulas:
Figure 00000007
,
where R is the same or different aliphatic or aromatic monovalent radicals or hydrogen, and hydroformylation is carried out in the liquid phase in a solvent medium, which is used as an aldehyde, at a rhodium concentration of 0.1-2 mmol / l, at a temperature of 20-150 ° C and pressure of 0.2-5 MPa, while the amount of antioxidant is 1-30 mol per 1 mol of phosphite ligand.
RU2013113745/04A 2013-03-28 2013-03-28 Method of producing aldehydes RU2527455C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013113745/04A RU2527455C1 (en) 2013-03-28 2013-03-28 Method of producing aldehydes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013113745/04A RU2527455C1 (en) 2013-03-28 2013-03-28 Method of producing aldehydes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2527455C1 true RU2527455C1 (en) 2014-08-27

Family

ID=51456536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013113745/04A RU2527455C1 (en) 2013-03-28 2013-03-28 Method of producing aldehydes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2527455C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985003702A1 (en) * 1984-02-17 1985-08-29 Union Carbide Corporation Transition metal complex catalyzed reactions
US5744650A (en) * 1995-12-06 1998-04-28 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Metal-Ligand complex catalyzed processes
RU2337090C2 (en) * 2002-08-31 2008-10-27 Оксено Олефинхеми Гмбх Method of hydrophomylation of olefine compounds in presence of cyclic ethers of carbonic acid

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985003702A1 (en) * 1984-02-17 1985-08-29 Union Carbide Corporation Transition metal complex catalyzed reactions
US5744650A (en) * 1995-12-06 1998-04-28 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Metal-Ligand complex catalyzed processes
RU2337090C2 (en) * 2002-08-31 2008-10-27 Оксено Олефинхеми Гмбх Method of hydrophomylation of olefine compounds in presence of cyclic ethers of carbonic acid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0590613B1 (en) Improved hydroformylation process
EP0697391B1 (en) Stabilization of phosphite ligands in hydroformylation process
JP2707402B2 (en) Stabilization of phosphite ligands
JP5603407B2 (en) Hydroformylation method with double open-ended bisphosphite ligand
RU2336261C2 (en) Method of catalitic hydrophormilation of higher olefines in presence of cyclic ethers of carbonic acid
EP2637994B1 (en) Mitigation of fouling in hydroformylation processes by water addition
BRPI0808297B1 (en) hydroformylation process
JP4426283B2 (en) Epoxide stabilization of fluorophosphite-metal catalyst system in hydroformylation process
MX2012007453A (en) Controlling the normal:iso aldehyde ratio in a mixed ligand hydroformylation process by controlling the syngas partial pressure.
US10478812B2 (en) Methods to store transition metal organophosphorous ligand based catalysts
RU2562971C1 (en) Method for continuous hydroformylation of c3-c21 olefins into aldehydes
TWI793216B (en) Hydroformylation process
SK68698A3 (en) Improved metal-ligand complex catalyzed processes
RU2527455C1 (en) Method of producing aldehydes
RU2639874C2 (en) Catalyst production method
RU2584952C1 (en) Hydride-carbonyl polyphosphite complex of rhodium with mixed organophosphorus ligands for catalysis of hydroformylation of olefins
Karakhanov et al. Design of supramolecular metal complex catalytic systems for organic and petrochemical synthesis
EP2406269B1 (en) Organophosphorus compounds, catalytic systems including said compounds and hydrocyanation or hydroformylation method using said catalytic systems
JPWO2006090832A1 (en) Bisphosphite and method for producing aldehyde compound using the bisphosphite and Group 8-10 metal compound
JP4994836B2 (en) Bisphosphite and method for producing aldehyde compound using the bisphosphite
JP3291421B2 (en) Stabilization of phosphite ligands in hydroformylation process
JP3903575B2 (en) Method for producing aldehydes
KR20160052589A (en) Supported composition and the use thereof in methods for the hydroformylation of unsaturated compounds
JPH07278040A (en) Production of aldehyde from inner olefinic compound