SE448869B

SE448869B - Sett att framstella monoalkyletrar av hydrokinon och derivat derav

Info

Publication number: SE448869B
Application number: SE8106743A
Authority: SE
Inventors: F Rivetti; U Romano; Muzio N Di
Original assignee: Anic Spa
Priority date: 1980-11-13
Filing date: 1981-11-12
Publication date: 1987-03-23
Also published as: GB2087389B; NO154880C; FR2493834B1; GB2087389A; CH648279A5; DE3145212A1; DE3145212C2; SE8106743L; FR2493834A1; NL8105149A; US4469897A; DK496581A; NO813814L; NO154880B

Description

448 869 2 Enligt föreliggande uppfinning bringas en hydrokininförening »med den allmänna formeln OH OH där Rl är H eller alkyl, att reagera med en alkohol med formeln R-OH, där R är alkyl, i närvaro av järn- eller kopparsalt vid en temperatur mellan 25 och l50°C, antingen i närvaro eller i frånvaro av syre eller luft. När man arbetar i frånvaro av syre, används salter av koppar (ll) eller järn (lll).

Företrädesvis används alkoholen bade som alkyleringsmedium och som lösningsmedel för reaktionssystemet, men reaktionen kan ocksa genom- föras med användning av ett lämpligt lösningsmedel. Koncentrationen hos hydrokinonsubstratet i reaktionssystemet är kritisk och begränsas i praktiken blott av lösligheten, men det måste finnas ett molärt överskott av alkohol.

Om reaktionen genomförs i frånvaro av luft eller syre, används saltet i ett viktförhallande, som företrädesvis varierar mellan 1:50 och 1:1 räknat pa hydrokinonsubstratet.

Exempel på salter som kan användas för ändamålet är klorider och sulfat av koppar (ll) och järn (lll). Reaktionen genomförs' lämpligen vid en temperatur mellan 25 och ISÛÜC. Efter genomförandet av reaktionen kan produkten separeras genom destillering under förminskat tryck eller extrak- tion med lösningsmedel. Reaktionen medför framträdande fördelar jämfört med känd teknik, i det att monoetern av hydrokinonsubstratet bildas selektivt (dieterbildning har inte observerats) med höga utbyten vid användning av speciellt milda förhållanden och utan att dyrbara och toxiska reagenter används, samtidigt som ingen bildning av svarseparerbara biprodukter upp- kommer.

Om reaktionen genomförs i närvaro av luft eller syre,- används det saltet i ett viktförhàllande, som företrädesvis ligger mellan l:l0Û0 och 1:2 räknat pa hydrokinonsubstratet. Exempel på salter som kan användas för reaktionen är klorider och sulfat av koppar i I- och lI-stadierna och av järn i ll- och lll-stadierna. fg: 448 869 3 Dessa salter kan användas antingen som sådana eller burna av lämpliga material, exempelvis jonbytare på sulfonerade styrenhartser. Detta underlättar separation av det oorganiska materialet fran blandningen vid reaktionens slut och återvinning därav för förnyad användning i följande reaktioner.

Syret eller luften kan matas till reaktionssystemet genom bildning av ett täckskikt vid eller över atmosfärstryck eller genom insprutning i den flytande fasen. Vid reaktionens slut kan produkten separeras antingen genom destillation under reducerat tryck eller genom extraktion med lösningsmedel.

Följande exempel underlättar förståelsen av uppfinningen, ehuru denna naturligtvis inte 'är begränsad till dessa.

EXEMPEL l 5,0 g hydrokinon, 40 ml metanol och 0,5 g kopparÜDklorid sätts till en autoklav klädd med polyperfluoreten (TEFLON®) med volymen 100 ml. Autoklaven tvättas med kväve och halls under 4h vid 10S°C. Vid reaktionens slut visar analys av blandningen bildning av 2,6 g hydrokinon- monometyleter (omvandling 55%, selektivitet 87%).

EXEMPEL 2 Den under exempel l beskrivna reaktionen upprepades med an- vändning av 1,0 g kopparUDkloz-id vid l05°C under 2,5 h. 4,1 g hydrokinon- monometyleter erhölls (omvandling 85%, selektivitet 87%).

EXEMPEL 3 5,0 g hydrokinon, 40 ml metanol och 1 g vattenfri järn(III)klorid sattes till autoklaven. Autoklaven tvättades med kväve och hölls vid'l05°C under 4 h. Vid reaktionens slut hade 2,9 g hydrokinonmonometyleter bildats (omvandling 55%, selektivitet 96°/n).

EXEMPELA 5,0 g hydrokinon, 1:0 ml metanol och 0,5 g järn(lll)sulfat tillsattes autoklaven. Autoklaven tvättades med kväve och hölls vid 105°C under 3 h. 1,3 g hydrokinonmonometyleter erhölls (omvandling 25%, selektivitet 97%).

EXEMPEL 4A (jämförande) 5,0 g hydrokinon och 40 ml metanol tillsattes autoklaven. Den sattes under tryck, 500 kPa med 02 och hölls vid l25°C under 3 h. Vid reaktionens slut visade gaskromatografianalys att ingen bildning av hydro- kinonmonometyleter förekommit.

EXEMPEZL 5 5,0 g tert-butylhydrokinon, 40 ml metanol och 1,0 g kopparQDklo- rid tillsattes autoklaven, som därefter tvättades med kväve och hölls vid 448 869 4 l05°C under 2,5 h. Vid reaktionens slut visade analys av blandningen bildning av 4,4 g tert-butylhydrokinonmonometyleter, BHA (omvandling 100%, selekti- vitet 82%). De bada BHA-isomererna 3-tert-butyl-4-hydroxianisol och 2-tert- butyl-li-hydroxianisol, bildades i ett viktförhàllande 99zl.

EXEMPEL 5A (jämförande) 4,0 g hydrokinon, 1,0 g p-kinon och 40 ml metanol sattes till autoklaven. Efter 2 h vid l25°C visade gaskromatografianalys av reaktions- blandningen bildning av 0,20 g (3%) hydrokinonmonometyleter.

EXEMPEL 6 5,0 g hydrokinon, 0,20 g FeS04.7H20 och 40 ml metanol sattes till en l00-ml-autoklav klädd med polyperfloureten (TEFLON®), som därefter sattes under 500 kPa med 02 och värmdes till 12500 under 3 h. Gaskromato- grafianalys av blandningen vid slutet av reaktionen visade bildning av 3,8 g hydrokinonmonometyleter (omvandling 95%, selektivitet 71%).

EXEMPEL 7 Den i exempel l beskrivna reaktionen upprepades med användning av 0,04 g F eSO4.7H20 med trycksättning av autoklaven vid 200 kPa med 02. 2,4 g hydrokinonmonornetyleter hade efter 3 h vid 12500 bildats (omvandling 60%, selektivitet 71%).

EXEMPEL 8 5,0 g hydrokinon, 0,04 g CuCl och 40 ml metanol sattes till autoklaven. Autoklaven sattes med 02 under 500 kPa och hölls vid 12500 under 2 h. Gaskromatografianalys visade bildning av 3,1 g hydrokinonmono- metyleter (omvandling 90%, selektivitet 61%).

EXEMPEL 9 5,0 g tert-butylhydrokinon, 0,20 g FeS04.7H2O och 40 ml metanol sattes till autoklaven, varefter denna sattes under 500 kPa med 02 och hölls vid 12500 under 3 h. Det bildades 2,6 g BHA (omvandling 80%, selektivitet 60%). De båda BHA-isomererna bildades i ett viktförhallande 98:2.

EXEMPEL 10 250 g hydrokinon, 5,0 g FeS04.7H20 och 2 l metanol sattes till en B-l-autoklav, invändigt beklädd med keramiskt material. Autoklaven värmdes till l25°C och en luftström på 35 Nl/h matades in genom ett dopprör under det att systemtrycket hölls vid 2 MPa och reaktionsblandningen hölls under omröring. Efter 3 h kyldes autoklaven och tömdes. Vid destillation under förminskat tryck erhölls 150 g (53%) hydrokinonmonometyleter. f; . -'%} I? ~ ~ ~ 484 8 869 5 i-:XEMPEL 11 ° 5 g hydrokinon, 0,25 g CuClg och 40 ml metanol tillsattes en 100-ml-autoklav, som därefter med 02 sattes under 300 kPa och hölls vid BSÛC under 1,5 h. Gaskromatografianalys visade bildning av 3,9 g hydrokinon- monometyleter (omvandling 95%, selektivitet 73°/u).

EXEMPÉL 12 Den i exempel 8 beskrivna reaktionen upprepades med autoklaven satt under 300 kPa med luft. Efter 5 h vid 85°C hade 4,0 g hydrokinonmono- metyleter bildats (omvandling 80%, selektivitet 89°/u).

Autoklaven kyldes, gasen släpptes ut och autoklaven sattes under 300 kPa med luft. Efter ytterligare 1,5 h vid BSÜC innehöll reaktionsbland- ningen 4,4 g hydrokinonmonometyleter (omvandling 95%, selektivitet 82%).

EXEMPEL 13 5,0 g hydrokinon, 0,5 g CuCl2 och 40 ml metanol sattes till autoklaven. Blandningen hölls vid 105°C under 2 h under kväve. Vid slutet av denna tid visade analys närvaro av 2,2 g hydrokinonmonometyleter (omvand- img 45%, seiekuvne: 88%). i Därefter kyldes autoklaven till 60°C och sattes med 02 under tryck, 200 kPa. När trycket efter omkring 15 minuter fallit med 100 kPa ersattes kvarvarande gas med kväve och autoklaven värmdes äter till 105°C under 2 h. Analys visade då förekomst av 4,1 g hydrokinonmonometyleter (omvandling 90%, selektivitet 81%).

EXEMPEL 14 5,0 g hydrokinon, 40 ml metanol och 0,25 g CuClz sattes till en kolv, utrustad med aterflödeskondensor, omrörare och luftinsprutare. Syste- met hölls under àterflöde under 8 h under insprutning av en kraftig luftstråle i vätskan. Analys visade bildning av 3.9 g hydrokinonmonometyleter (omvand- ling 75%, selektivitet 90%).

EXEMPEL 15 En katalysator framställdes genom filtrering av en metanollösning av CuClz genom en bädd av sulfonerat styrenharts (Amberlyst 15®) tills den eluerade vätskan inte hade någon surhet. 2,25 g av hartset utsattes pä detta sätt för jonbyte och torkades samt sattes till autoklaven tillsammans med 5,0 g hydrokinon och 40 ml metanol. Det hela sattes med 02 under 300 kPa och hölls vid 10500 under 3 h. 3,7 g hydrokinonmonometyleter erhölls (omvandling 80%, selektivitet 82%).

Katalysatorn àtervanns genom filtrering, tvättades med metanol och torkades under vakuum. Ett prov identiskt med det föregående genomför- 4 4 8 8 6 9 6 des med användning av den tillvaratagna katalysatorn, varvid man fick 3,6 g hydrokinonmonometyleter. Vid en tredje runda under samma förhållanden bildades nior },6 g Iiydrokinonrnorionnetyloter.

EXEMPEL 16 En katalysator framställdes genom behandling av 10 g sulfonerat styrenharts (Amberlyst l5®) med 50 ml av en 0,20 molär metanollösning av CuClz. Efter filtrering och torkning innehöll hartset 0,7x10'3 ekvivalenter koppar per gram harts. 2,0 g av den pa detta sätt framställda katalysatorn sattes till autoklaven tillsammans med 5,0 g hydrokinon och 40 ml metanol. Autoklaven sattes under 500 kPa med Oz och hölls vid 105°C under 4 h. 3,4 g hydrokinonmonometyleter hade bildats (omvandling 75%, selektivite 81%).

Katalysatorn àtervanns genom filtrering, tvättades med metanol och torkades samt användes i ett med föregående identiskt prov. 3.9 g hydrokinonmonometyleter erhölls (omvandling 85%, selektivitet 81%).

EXEMPEL 16A _...- f V 2,0 g av den enligt exempel 16 framställda katalysatorn sattes till autoklaven tillsammans med 5,0 g hydrokinon och 40 ml metanol. Autoklaven hölls vid l05°C under 4 h under kväve. Man fick 0,25 g monometyleter.

EXEMPEL l6B 5,0 g hydrokinon, 40 ml metanol och 1 g sulfonerat styrenharts (Amberlyst 15®) sattes till autoklaven, som därefter sattes under 500 kPa med 02 och hölls vid 10500 under 4 h. Man erhöll 1,04 g hydrokinonmono- metyleter (18%).

EXEMPEL 17 Det i föregående exempel beskrivna provet upprepades med tillsats av 0,200 g CuCl. Man fick 4,7 g hydrokinonmonometyleter (omvand- ling 95%, selektivitet 88%).

EXEMPEL 18 En katalysator framställdes genom behandling av 10 g sulfonerat styrenharts (Amberlyst 15®) med 50 ml av en 0,13 molär lösning av vattenfri FeCl3 i metanol. Efter filtrering, tvättning med metanol och torkning innehöll hartset 1,0 milliekvivalent järn/g harts. 2,0 g av den på detta sätt framställda katalysatorn sattes till autoklaven tillsammans med 5,0 g hydrokinon och 40 ml metanol. Autoklaven sattes under 500 kPa med 02 och hölls vid 105°C under 4,5 h. 4,1 g hydrokinonmonometyleter bildades (omvandling 80%, selektivitet 91%). . (lll EXEMPEL 19 448 869 Katalysatorn i exempel 18 àtervanns genom filtrering, tvättades med metanol och torkades under vakuum samt sattes äter till autoklaven tillsammans med 5,0 g tert-butyl-hydrokinon och 40 ml metanol, varefter autoklaven sattes under 500 kPa med 02 Och hölls Vid l50°C under 4 h. Det bildades 3,4 g BHA (omvandling 100%, selektivitet 63%). De bada QHA-iso- mererna bildades i ett viktförhållande 96:l;.

Claims

448 869 8 Patentkrav

1. l. Sätt att framställa monoalkyletrar av hydrokinon och substi- tuerade hydrokinoner med den allmänna formeln OR OH . vari Rlär en alkylgrupp och Rl är väte eller en alkylgrupp, k ä n n e t e c k - n a t därav, att en hydrokinonförening med den allmänna formeln OH OH vari Rl har den angivna betydelsen, bringas att reagera med en alkohol R-OH, vari R har den angivna betydelsen, i närvaro av koppar- eller'jârnsalt vid en temperatur av mellan 25 och 15000

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att saltet är klorid eller sulfat av kopparﬂl) eller järnﬂll).

3. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t därav, att saltet används i ett viktförhàllande av mellan 1:50 och 1:1, räknat pà mängden hydrokinonsubstrat. li. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att reaktionen genomförs i närvaro av luft eller syre.

4. S. Sätt enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att luft eller syre tillförs reaktionssystemet vid eller över atmosfärstryck eller genom inblås- ning i reaktionsmediet.

5. . J! -u 448 869 9 - -

6. Sätt enligt krav la eller S, k ä n n e te c k n a t därav, att saltet är klorid eller sulfat av kopparU) eller -(Il) eller järnUI) eller -(III).

7. Sätt enligt krav 4, 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a t därav, att saltet används i ett viktförhàllande av mellan lzlllül) och 1:2, räknat på mängden hydrokinonsubstrat. B. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t därav, att saltet är buret av jonbytarharts.