SE459919B - Foerfarande foer framstaellning av vaeteperoxid genom reduktion och oxidation av en antrakinon - Google Patents

Description

459 919 10. 15. 20. 25. 30. 35. 2 vissa cykliska kväveinnehållande föreningar som känneteck- nas av att de innehåller gruppen R1-n-ç=0 där såväl kvävet som kolet ingår i en ringstruktur och där grupp är utmärkta lösningsmedel för antr även för antrakinoner.

Rl är en alkyl~ ahydrokinoner och Föreningarna kan klassificeras som alkylsubstituerade cykliska amider där såväl amidkvävet som amidkolet ingår i ringstrukturen. Jämfört med tidigare kända typer av kväveinnehållande lösningsmedel som t ex tetraalkylsubstituerad urea erhålles en väsentlig och överraskande förbättring av lösligheten för även för kinon. Föreningarna är som lösnings kinonprocessen fördelaktiga även i andra betydelse för denna och för väteperoxidutbytet. De har t ex låg blandbarhet med vatten vilket är av betydelse med hänsyn till renheten hos väteperoxidextraktet. Vidare har föreningarna lämplig låg viskositet och hög kokpunkt för användning vid väteperoxidframställning. hydrokinon och medel i antra- avseenden av Föreliggande uppfinning avser således ett förfarande för framställning av väteperoxid genom reduktion och oxi- dation av en antrakinon varvid som lösningsmedel utnyttjas en förening med den allmänna formeln R1 _ ï___;f__ï = 0 (I) C bildar en högst 8-ledig ringstruktur, varvid A är en alkylengrupp vilken kan innehålla syre eller kväve som heteroatomer, och där R1 kolatomer. där N-A- är en alkylgrupp med 1 till 22 Det föredrages enligt uppfinningen att utnyttja föreningar av ovan angiven formel I där A är en alkylen- grupp eller en alkylengrupp innehållande en kväveatom, vilken i sin tur kan vara substituerad med en alkylgrupp.

Föredragna föreningar kan därför karaktäriseras allmänna formlerna RI- ¶_(C¿2)n_ï = O (II) resp. Rl- ï_ - E e O (III) (CH2)m' " R2 van angiven betydelse, n är 2 till 6 respektive med de där Rl har o 10. 15. 20. 25. 50. 35. _om den ej bör 459 919 3 m är 1 till 5 och R2 är väte eller en alkylgrupp med 1 tili 22 kolatomer.

De föredragna föreningarna utgöres således N-alkyl äV N- alkylsubstituerade alkanlaktamer och av eller N,N'-dialkylsubstituerad alkylenurea.

Då föreningarna utnyttjas som lösningsmedel i en får de utgöres hydreringsprocess givetvis ej själva innehålla omättnader. Rl kolatomer. Med ökad kolkedjelängd för R1 och R2 ökar före- ningarnas lipofilicitet och därigenom minskar föreningarnas blandbarhet med vatten. Emellertid ger alltför hög lipofi- licitet minskad antrahydrokinonlöslighet viskositet varför Rl och R2 lämpligen innehåller 3 av en alkylgrupp med 1 till 22 och även högre till 18 kolatomer och företrädesvis 4 till 8 kolatomer. För före- ningar av formel (III) har R2 helst samma betydelse som R1.

Föreningarna kan tillåtas ha en viss vattenlöslighet, även överstiga l vikt%. Tack vare föreningarnas låga som kan användas för tvättning av den erhållna väteperoxid- àngtryck kan nämligen enkelt ett kondensat erhållas en. Föreningarnas stabilitet är beroende av ringstrukturens att ringstrukturen är 3 till formel I där A innehåller 3 till av formel II respektive III där 2 till 4 föredrages. Som lämpliga föreningar storlek och det föredrages 7-ledig, dvs föreningar av 5 kolatomer och föreningar 3 till 5 respektive några exempel på specifika n är m är kan nämnas dibutyltrimetylenurea (=dibutylpropylenurea), dipentyl- dibutylbutylenurea, hexylbutanlaktam, propylenurea, dihexylpropylenurea, propylbutanlaktam, (=propylkaprolaktam), dihexylbutylenurea, propylpentanlaktam med flera.

Flertalet föreningar liggande uppfinning utnyttjas som lösningsmedel vid fram- hexylkaprolaktam av den typ som enligt före- väteperoxid är i sig tidigare kända och till- typ framställas utgående från en blandning av dioxan, alkylen- vilken sättes alkyljodid var- får àterloppskoka. Efter filt- ställning av gängliga. Föreningar av dialkylalkylenurea kan t ex urea och natriumhydrid till efter reaktionsblandningen rering avdunstas lösningsmedel och vakuumdestillering av 459 919 10. 15. 20. 25. 30. 35. .jämfört 4 återstoden ger den önskade dialkylalkylenurean. av typen alkylalkanlaktam kan t ex genom att Ufêä.

Föreningar framställas analogt använda en alkanlaktam i stället för en alkylen~ I föreliggande förfarande för peroxid framställning av väte- enligt antrakinonprocessen kan vilket som helst antrakinonutgàngsmaterial användas.

I beskrivningen använ- des antrakinon och kinon för de i sig välkända antrakinonerna med alifatiska substituenter och och hydro- antrakinonerna såsom tetrahydroderivaten av dessa. Som exempel på antrakinoner och antrahydrokinoner kan nämnas 2- etylantrakinon, 2-t-butylantrakinon, 2-amylantrakinon, 2-hexenylantrakinon och deras tetrahydroderivat. termerna Termerna antrakinoner och kinoner innefattar även karbonsyraestrar, sulfonsyraestrar och andra i sig som reaktionsbärare kända antrakinonderivat. Speciellt fördelaktigt är att förening- arna enligt uppfinningen uppvisar mycket god löslighet för den av ekonomiska skäl föredragna antrakinonen vid v äteper- oxidframställníng, nämligen 2-etylantrakinon och 2-etyl- 5,6,7,8-tetrahydroantrakinon vilkas användning dock tidi- gare i viss utsträckning begränsats pà grund av förhåll- andevis làg löslighet i de vanligen använda lösningsmedlen.

De cykliska kväveinnehàllande föreningarna kan enligt uppfinningen utnyttjas som enda lösningsmedel då de uppvi- sar god löslighet för såväl antrakinoner som antrahydro- kinoner. Av ekonomiska skäl är det dock l ämpligt att ut- nyttja dem i första hand som lösningsmedel för antrahydro- kinoner och således i kombination med konventionella lös- ningsmedel för antrakinoner och nafteniska såsom aromatiska, alifatiska kolväten. I kombination med dessa lösnings- föreningarna enligt uppfinningen väsentligt förbättrad hydrokinonlöslighet vid betydligt högre förhåll- ande kolvätelösningsmedel till hydrokinonlösningsmedel med t ex den kända kombinationen av kolvätelös- ningsmedel och diisobutylkarbinol. kolvätelösningsmedel är medel ger vid blandningar med volymförhàllandet mellan detta och föreliggande cykliska kväveinnehàllande föreningar lämpli- gen 100:1 till 1:1 och lämpligen 100:1 till 2:1. Förening- V! 1 10. 20. 25. 30. 35. 459 919 5 arna kan givetvis även om så önskas utnyttjas i kombination med i sig som främst antrahydrokinonlösningsmedel kända föreningar såsom fosforsyraestrar, diisobutylkarbinol, alifatiska alkoholer med flera.

Uppfinningen beskrivas närmare i följande utförings- exempel vilka emellertid ej är avsedda begränsa densamma.

Delar och procent avser volymdelar respektive volymprocent såvida annat ej angives.

Exemoel 1 av 2- i bland- för lösningsmedel ut- Lösligheten av 2-etylantrakinon (2~EAQ) och etyltetrahydroantrahydrokinon (2-THEAHQ) ningar av 75% Shellsol AB (varumärke görandes huvudsakligen av C4 alkylbensenderivat) och 25% av mättes föreningar enligt uppfinningen.

Lösligheten av hydrokinonerna undersöktes system: 1. Shellsol + Dibutylpropylenurea (DBPU) 2. Shellsol + Dihexylpropylenurea (DHPU) 3. Shellsol + Hexylkaprolaktam (HK) 4. Shellsol + Oktylkaprolaktam (OK) Som jämförelse undersöktes även lösligheten av hydro- i följande kinonerna i följande kända lösningsmedelskombinationer: 5. Shellsol (75%) + Dietyldibutylurea (25%) 6. Shellsol (75%) + Trioktylfosfat (25%) 7. Shellsol (50%) + Diisobutylkarbinol (50%) Resultaten tabell I. som lösligheten av denna i det rena hydro- kinonlösningsmedlet vid en temperatur av 20°C medan löslig- 2-THEAHQ redovisas tabell II redovisas vissa redovisas i Lösligheten för 2-EAQ redovisas heten av vid en temperatur av 42°C. I väsentliga egenskaper för före~ ningarna enligt uppfinningen. Angiven viskositet är mätt med Brookfield rotationsviskosimeter.

Tabell I Lösningsmedels- Löslighet av Lösli het av kombination 2-EAQ g/l 2~THE HQ g/l l lOl 170 2 69 125 10 15 20 25 30 35 459 919 s 3 79 139 4 71 121 5 (jämförelse) 68 110 6 (jämförelse) 35 72 7 (jämförelse) <3O S0 Som framgår löser förenin garna enligt uppfinningen väsentligt mer hydrokinon än tidi gare kända kvâveinnehàll- ande lösningsmedel och väsentligt mer hydrokinon än sys- temet kolvätelösningsmedel och diisobutylkarbinol även då det senare innehåller dubbelt så mycket polârt lösnings- Tabell II Täthet __ _ _ _ Visk. Kokpunkt Löslighet i H20 Forening vid 20 C 20°C 760 mm Hg vikt% DBPU 0,946 20 cp ca 350°C 0,6 DHPU 0,914 29 cp ca 370°C <0,0l HK 0,927 15 cp ca 330°C 0,2 Exempel 2 I detta exempel framställdes väteperoxid med använd- ning av en kombination av 75% Shellsol och 25% DBPU som lösningsmedel. Försöket genomfördes enligt följande: I lösningsmedelsblandningen löstes 180 g/l tetra- hydroetylantrakinon. Raney-nickel tillsattes till en kon- centration av 28 g/1. vätgas inleddes och tetrahydroetyl- antrakinon hydrerades till cirka 90%. Nickelkatalysatorn avlägsnades därefter och den hydrerade lösningen oxiderades med luft. Lösningsblandningen analyserades och väteperoxid- koncentrationen befanns vara 21,8 g/l. Våteperoxiden extra- herades med vatten och den från väteperoxid befriade ar- betslösningen kan efter torkning föras tillbaka till hydre- ringen. ' Försöket visar dels att m ycket hög mängd tetrahydro- antrahydrokinon kunde lösas i lösningmedlet finningen dels att väteperoxidkoncentrationen blev mycket hög. enligt upp- i lösningen

Claims (2)

1. 15 20 25 30 35 459 9432* 7 Patentkrav l. Förfarande för framställning av väteperoxid genom och oxidation av en antrakinon, k n n e- ä x n a t därav, att som lösningsmedel utnyttjas en cykl sk kväveinnehâllande förening med den allmänna formeln Rl - ¶___;___í = O där N-A-C bildar en högst 8-ledig ringstruktur, varvid A är en alkylengrupp vilken kan innehålla syre eller kväve som heteroatomer, och -där Rl är en alkylgrupp med 1 till 22 kolatomer.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att A utgöres av gruppen | ~ (cnfin - N - 112 enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att n är 2 till 4. 4. Förfaránde 3. Förfarande enligt krav 2 eller 3, k ä n n e- t e c k n a t därav, att Rl är en alkylgrupp med 3 till 13 kolatomer. 5. Förfarande enligt krav 2 eller 3, k ä n n e- 1 t e c K n a t därav, att R2 är en alkylgrupp med 3 till 18 kolatomer. 6. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a rt- därav, att A utgöres av gruppen - (CH2)s _ 7. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a V1 u darav, att Rl är en oktylgrupp. 8. Förfarande k ä n n e t e c k n a t enligt något av föregående krav, därav, att den cykliska kväve- innehållande föreningen utnyttjas i kombination med kol- vätelösningsmedel. S. Förfarande enligt något av att den utnyttjas i föregående krav, k ä n n e t e c k n a t därav, cykliska kväve- innehållande föreningen kombination med i sig kända polära lösningsmedel.