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DD146945A5 - PROCESS FOR PREPARING 3,3-DIMETHYL-2-OXOBUTTERIC ACID - Google Patents

PROCESS FOR PREPARING 3,3-DIMETHYL-2-OXOBUTTERIC ACID Download PDF

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Publication number
DD146945A5
DD146945A5 DD79216802A DD21680279A DD146945A5 DD 146945 A5 DD146945 A5 DD 146945A5 DD 79216802 A DD79216802 A DD 79216802A DD 21680279 A DD21680279 A DD 21680279A DD 146945 A5 DD146945 A5 DD 146945A5
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
acid
dimethyl
item
salt
solution
Prior art date
Application number
DD79216802A
Other languages
German (de)
Inventor
Dennis E Jackman
Original Assignee
Mobay Chemical Corp
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 Mobay Chemical Corp filed Critical Mobay Chemical Corp
Publication of DD146945A5 publication Critical patent/DD146945A5/en

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/347Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups
    • C07C51/373Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups by introduction of functional groups containing oxygen only in doubly bound form

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  • Catalysts (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 3,3-Dimethyl-2-oxobuttersaeure in hoher Ausbeute und Reinheit durch katalytische Oxidation von 3,3-Dimethyl-2-hydroxybuttersaeure in alkalisch-waeszrigem Medium. Als Oxidationsmittel wird Natrium-hypochlorit verwendet, als Katalysator dienen Rutheniumsalze oder -oxide, insbesondere Rutheniumdioxid-hydrat. Der feste Katalysator wird abfiltriert und kann wieder verwendet werden; das ein Salz der 3,3-Dimethyl-2-oxobuttersaeure enthaltende Filtrat kann unmittelbar weiterverarbeitet werden.The invention relates to a process for the preparation of 3,3-dimethyl-2-oxobutyric acid in high yield and purity by catalytic oxidation of 3,3-dimethyl-2-hydroxybutyric acid in alkaline-aqueous medium. As the oxidizing agent sodium hypochlorite is used, serve as a catalyst ruthenium salts or oxides, in particular ruthenium dioxide hydrate. The solid catalyst is filtered off and can be reused; the filtrate containing a salt of 3,3-dimethyl-2-oxobutyric acid can be further processed immediately.

Description

Berlin, den 12.5.1980 } _A_ AP C 07 C/216 802 u 56 386 / 18Berlin, May 12, 1980 } _ A _ AP C 07 C / 216 802 u 56 386/18

Verfahren zur Herstellung von 3,3-Dimethyl-2-oxobuttersäureProcess for the preparation of 3,3-dimethyl-2-oxobutyric acid

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 3,3-Dimethyl~2-oxobuttersäure und ihren Salzen durch katalytische Oxidation, von 3,3-Dimethyl-2-hydroxybuttersäure.The invention relates to a process for the preparation of 3,3-dimethyl-2-oxobutyric acid and its salts by catalytic oxidation of 3,3-dimethyl-2-hydroxybutyric acid.

Die erfindungsgemäß hergestellte Verbindung ist ein wertvolles Zwischenprodukt für die Herstellung von Herbiziden.The compound prepared according to the invention is a valuable intermediate for the production of herbicides.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

3,3-Dimethyl-2-oxobuttersäure wird benötigt als Zwischenprodukt zur großtechnischen Herstellung - durch Umsetzung mit Thiocarbohydrazid und anschließende S-IvIethylierung von 4--^mino-6-tert.-butyl-3-methylthio-1,2,4-triazin-5(4H)-on (Metribuzin), einem selektiven Herbizid, das vornehmlich in Kulturen von Sojabohnen, Tomaten und Kartoffeln eingesetzt wird (vgl. Chem. Ber. 97, 2173-8 (I964); US-PS 3 671 523 und US-PS 3 905 801). 3,3-Dimethyl-2-oxobuttersäure kann hergestellt werden durch Oxidation von 3,3-Dimethyl-2-hydroxybuttersäure mit Kaliumpermanganat (vgl. DE-OS 26 48 300).3,3-Dimethyl-2-oxobutyric acid is required as an intermediate for large-scale production - by reaction with thiocarbohydrazide and subsequent S-IvIethylierung of 4 - ^ mino-6-tert-butyl-3-methylthio-1,2,4- triazine-5 (4H) -one (metribuzin), a selective herbicide used primarily in soybean, tomato and potato crops (see Chem. Ber., 97, 2173-8 (1964), U.S. Patent No. 3,671,523 and U.S. Patent 3,905,801). 3,3-Dimethyl-2-oxobutyric acid can be prepared by oxidation of 3,3-dimethyl-2-hydroxybutyric acid with potassium permanganate (see DE-OS 26 48 300).

Dieses Verfahren ist zwar auch für großtechnische Durchführung durchaus geeignet und ist bisher zur Herstellung von großen Mengen Metribuzin verwendet worden, es ist jedoch wegen des hohen Preises für Kaliumpermanganat sehr teuer; außerdem fallen große Mengen an Mangandioxid (Braunstein) als Nebenprodukt an, die deponiert werden müssen und gegebenenfalls zur Umweltbelastung beitragen können.Although this method is also suitable for large-scale implementation and has been used for the production of large quantities of metribuzin, but it is very expensive because of the high price of potassium permanganate; In addition, large amounts of manganese dioxide (manganese dioxide) as a by-product, which must be landfilled and may possibly contribute to environmental pollution.

-2- 12.5.1980-2- 12.5.1980

AP C 07 0/216 56 386 / 18AP C 07 0/216 56 386/18

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten und wirtschaftlichen Verfahrens zur Herstellung von 3,3-Dimethyl-2-os:obuttersäure und/oder ihren Salzen.The aim of the invention is therefore to provide an improved and economical process for the preparation of 3,3-dimethyl-2-os: obutyric acid and / or their salts.

Darlegung des Wesens der Erfindung Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Oxidationsmittel aufzufinden, die preiswerter als Kaliumpermanganat sind und keine Umweltbelastung verursachen.The invention has for its object to find oxidizing agents that are cheaper than potassium permanganate and cause no environmental impact.

Erfindungsgemäß wird 3,3~Dimethyl-2-o:xobuttersäure in der V/eise hergestellt, daß man 3,3-Dimethyl-2-hydroxybuttersäur eAccording to the invention, 3,3-dimethyl-2-o: xobutyric acid is prepared in the manner that 3,3-dimethyl-2-hydroxybutyric acid e

(CHOoC-CH-OOOH ("Hydroxysäure") OH(CHOoC-CH-OOOH ("hydroxy acid") OH

in wäßrig-alkalischer Lösung mit der zumindest stöchiometrischen Menge eines Salzes der unterchlorigen Säure (Hypochlorid) in Gegenwart eines Rutheniumkatalysators oxidiert und die 3,3-Dimethyl-2-oxobuttersäurein aqueous alkaline solution with the at least stoichiometric amount of a salt of the hypochlorous acid (hypochlorite) in the presence of a ruthenium catalyst oxidized and the 3,3-dimethyl-2-oxobutyric acid

(CHo)oO-C-COOH ("Ketosäure") O(CHO) OO-C-COOH ("keto acid") O

gegebenenfalls auch der zunächst erhaltenen Lösung ihrer Salze in Freiheit setzt.optionally also sets the initially obtained solution of their salts in freedom.

Gunstigerweise v/erden zu diesem Zweck die Hatriumsalze der genannten Säuren eingesetzt, es können jedoch auch andere Alkali- und Erdalkalimetallsalze eingesetzt werden, mit der Maßgabe, daß sie im wäßrigen Reaktionsmedium löslich sind.Favorably, the sodium salts of said acids are used for this purpose, but it is also possible to use other alkali metal and alkaline earth metal salts, with the proviso that they are soluble in the aqueous reaction medium.

Das Reaktionsmedium weist vorteilhaft einen pH-Wert von etwa 9 bis 13, vorzugsweise von etwa 10 bis 12 auf. Da ein Teil der Hydroxylionen im Verlauf der Umsetzung verbraucht zu werden scheint, wird Alkali entweder im ÜberschußThe reaction medium advantageously has a pH of about 9 to 13, preferably from about 10 to 12. Since some of the hydroxyl ions appear to be consumed in the course of the reaction, alkali is either in excess

216802 -3-216802 -3-

eingesetzt oder während der Oxidation zugegeben, um den gewünschten pH-Wert aufrecht zu erhalten. Wenn der pH-Wert der Lösung des Salzes der 3,3-Dimethyl-2-hydroxybuttersäure ("Hydroxysäure") unter 6,0 abfällt oder der Gehalt der Hypochloritlösung an freiem Ätzalkali auf weniger als etwa 1,3 % absinkt, läuft die gewünschte Oxidation nicht in dem erforderlichen Ausmaß ab und es führt eine weitere Zugabe von Hypochlorit nur zur Spaltung von gegebenenfalls vorhandener Ketosäure. Außerdem wird der Ru-Katalysator in eine wasserlösliche Form umgewandelt, die aus der Lösung nur schwer abzutrennen ist.used or added during the oxidation to maintain the desired pH. When the pH of the solution of the salt of 3,3-dimethyl-2-hydroxybutyric acid ("hydroxy acid") falls below 6.0, or the content of the free potassium caustic soda solution drops to less than about 1.3%, the desired one proceeds Oxidation does not proceed to the extent required and further addition of hypochlorite will only result in the cleavage of optional keto acid. In addition, the Ru catalyst is converted into a water-soluble form, which is difficult to separate from the solution.

Das Hypochlorit wird vorzugsweise in einem Überschuß von etwa 5-15 % eingesetzt, um die vollständige Oxidation der 2-Hydroxysäure zur 2-Ketosäure zu gewährleisten. Das Hypochlorit kann in situ, z.B. durch Einleiten von Chlorgas in eine wässrige, alkalische Lösung von "Hydroxysäure", die den Katalysator enthält, hergestellt werden.The hypochlorite is preferably used in an excess of about 5-15 % to ensure complete oxidation of the 2-hydroxy acid to 2-keto acid. The hypochlorite can be prepared in situ, for example by introducing chlorine gas into an aqueous, alkaline solution of "hydroxy acid" containing the catalyst.

Die Umsetzung kann bei Raumtemperatur vorgenommen werden, wird jedoch zur Beschleunigung günstiger bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise im Bereich von etwa 40 bis 60°C, durchgeführt. Temperaturen oberhalb von 600C sind ungünstig und sollten vermieden werden, da in diesem Bereich infolge Decarbonylierung Pivalinsäure als Nebenprodukt gebildet wird.The reaction may be carried out at room temperature, but is carried out to accelerate more favorably at elevated temperature, preferably in the range of about 40 to 60 ° C. Temperatures above 60 ° C. are unfavorable and should be avoided since pivalic acid is formed as a by-product in this region as a result of decarbonylation.

Der Rutheniumkatalysator wird vom Hypochlorit zu einem Gemisch aus Ruthenat, Perruthenat und Rutheniumtetroxid oxidiert, wobei das Ruthenat überwiegt. Am Ende der Um-Setzung liegt das Rutheniumoxid in Form eines Feststoffes in einer der ursprünglich eingesetzten im wesentlichem 21The ruthenium catalyst is oxidized by the hypochlorite to a mixture of ruthenate, perruthenate and ruthenium tetroxide, wherein the ruthenate predominates. At the end of the reaction, the ruthenium oxide is in the form of a solid in one of the originally used essentially 21

C _ 4 - C _ 4 -

'chen entsprechenden Menge vor, so daß es abfiltriert UQd selbst ohne Behandlung in einem weiteren Oxidations-Ansatz eingesetzt werden kann. Das Ruthenium kann in die Reaktionslösung in Form eines Salzes oder Oxides eingebracht werden, wobei Rutheniumdioxid und insbesondere Rutheniumdioxidhydrat bevorzugt wird. Das Oxid könnte z.B. in: situ ausgehend von einem Salz, wie z.B. Rutheniumtrichlorid, hergestellt werden.  'Chen appropriate amount, so that it can be used by filtration UQd even without treatment in a further oxidation approach. The ruthenium may be introduced into the reaction solution in the form of a salt or oxide, with ruthenium dioxide and in particular ruthenium dioxide hydrate being preferred. The oxide could e.g. in situ from a salt, e.g. Ruthenium trichloride.

Das Rutheniumoxid wird in katalytischen Mengen, z.B. 10' 0,01 bis etwa 1,0 g/Mol, vorzugsweise etwa 0,1 - 0,5 g/Mol "Hydroxysäure", eingesetzt.The ruthenium oxide is used in catalytic amounts, e.g. 10 '0.01 to about 1.0 g / mol, preferably about 0.1 to 0.5 g / mol of "hydroxy acid" used.

Die den Katalysator enthaltende, wässrige "Hydroxysäure"-Salz-Lösung wird auf den gewünschten pH-Wert und die gewünschte Temperatur gebracht. Dann werden wäßrige Natronlauge zugegeben und Chlor eingeleitet oder zuvor hergestelltes Natriumhypochlorit, NaOCl, in Form einer wässrigen Lösung zugetropft oder in Teilmengen zugegeben. Nach beendeter Zugabe des gesamten Oxidationsmittels wird das Reaktionsgemisch bis zum Ende der Umsetzung stehen gelassen und dann abfiltriert, um den Katalysator aus der Lösung abzutrennen, die das gewünschte Produkt, d.h. ein Salz der 3,3-Dimethyl-2-oxobuttersäure, in hoher Ausbeute und Reinheit enthält.The catalyst-containing aqueous "hydroxy acid" salt solution is brought to the desired pH and temperature. Then, aqueous sodium hydroxide solution are added and chlorine introduced or previously prepared sodium hypochlorite, NaOCl, added dropwise in the form of an aqueous solution or added in portions. After completion of the addition of the entire oxidant, the reaction mixture is allowed to stand until the end of the reaction and then filtered off to separate the catalyst from the solution containing the desired product, i. a salt of 3,3-dimethyl-2-oxobutyric acid, in high yield and purity.

Aus dieser Lösung kann die "Ketosäure" in üblicher Weise durch Ansäuern mit einer Mineralsäure, z.B. Salzsäure, in Freiheit gesetzt und ebenfalls in hoher Ausbeute und Reinheit isoliert werden.From this solution, the "keto acid" can be purified in the usual way by acidification with a mineral acid, e.g. Hydrochloric acid, set free and also isolated in high yield and purity.

Chem 21Chem 21

2 1 680 2 -5~ 12.5.19802 1 680 2 - 5 ~ 12.5.1980

AP C 07 0/216 56 386 / 18AP C 07 0/216 56 386/18

Die Oxidation geht rasch vor sich und eine Zugabe des Hypochlorids innerhalb von nur 5 Minuten führt bereits zu s_ehr hohen Ausbeuten. Vorteilhaft werden jedoch längere Reaktionszeiten von 30 Minuten bis zu 1 Stunde eingehalten, um zu ermöglichen, daß der Rutheniumkatalysator in eine geeignete unlösliche Form überführt wird, so daß er abfiltriert und neuerlich in einem v/eiteren Reaktionsansatz verwendet werden kann. Die durch einfache Filtration erhaltene Lösung kann unmittelbar für die Umsetzung mit Thiocarbohydrazid zur Bildung von 4-Amino-6-tert.-butyl-3-thio-1,2,4-triazin-5(4H)-on eingesetzt werden.The oxidation is rapid and addition of the hypochlorite within only 5 minutes already leads to very high yields. Advantageously, however, longer reaction times of from 30 minutes to 1 hour are maintained to allow the ruthenium catalyst to be converted to a suitable insoluble form so that it can be filtered off and reused in a further reaction mixture. The solution obtained by simple filtration can be used directly for the reaction with thiocarbohydrazide to form 4-amino-6-tert-butyl-3-thio-1,2,4-triazine-5 (4H) -one.

In "Chemical Communications", 1420 (1970) ist beschrieben, daß Verbindungen, welche die Gruppierung -CHOH-CO- aufweisen, im Verlauf der Oxidation unter Einsatz von Ruthenium als Katalysator einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Spaltung und nicht der Überführung in -CO-CO- unterliegen, z. B.:In "Chemical Communications", 1420 (1970) it is described that compounds which have the group -CHOH-CO-, in the course of the oxidation using ruthenium as a catalyst of a carbon-carbon cleavage and not the conversion into -CO- CO- subject, z. B .:

-CHOH-CO- > -CHO + OHC--CHOH-CO-> -CHO + OHC-

-CHOH-CO- __j > -CO-CO--CHOH-CO- __j> -CO-CO-

Überraschend geht jedoch unter Einsatz der erfindungsgemäß vorgesehenen -A-usgangsverbindungen in alkalisch-wässrigem Reaktionsmedium die Oxidation unter Überführung der 2-Hydroxygruppe in eine 2-Carbonylgruppe ohne Spaltvorgang zwischen den Hydroxy bzw. Carbonyl tragenden Kohlenstoff-Atomen C-1 und C-2 vor sich.Surprisingly, however, using the inventively provided -A-Ausgangsgangsverbindungen in alkaline-aqueous reaction medium, the oxidation under conversion of the 2-hydroxy group in a 2-carbonyl group without cleavage between the hydroxyl or carbonyl-bearing carbon atoms C-1 and C-2 before yourself.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments.

ag — -w - — ag - -w - -

Beispiel 1example 1

a) In einen Rundkorben mit einem Fassungsraum von 2 Liter, der mit einem mechanischen Rührwerk, Thermometer, Kondensator und Tropftrichter versehen war, wurden 559 g einer 11,8 %igen, wässrigen Lösung von 3,3-Dimethyl-2-hydroxybuttersäure ("Hydroxysäure") in Form des Natriumsalzes (0,5 Mol) und 0,2 g Rutheniumdioxidhydrat (RuOp.HpO) eingebracht. Der pH-Wert wurde auf 12 und die Temperatur auf.400C · eingestellt. Dann wurden unter raschem Rühren 330,5 g • 12,1 %iges NaOCl(O,5 Mol + 7,5 % Überschuß) in Wasser innerhalb von 30 Minuten zugetropft, die Temperatur wurde während dieses Zeitraums mittels Eisbad auf 400C gehalten. Nach beendeter Zugabe wurde das Eisbad entfernt, die Lösung 1 Stunde lang gerührt und dann filtriert, um den Katalysator zu entfernen. Es wurden 879 g einer 7,5 %igen wässrigen Lösung der 3,3-Dimethyl-2-oxobuttersäure ("Ketosäure") als Natriumsalz erhalten. Ausbeute: etwa 100 %. a) In a 2 liter capacity round-bottomed flask equipped with a mechanical stirrer, thermometer, condenser and dropping funnel, 559 g of an 11.8% aqueous solution of 3,3-dimethyl-2-hydroxybutyric acid (" Hydroxy acid ") in the form of the sodium salt (0.5 mol) and 0.2 g of ruthenium dioxide hydrate (RuOp.HpO). The pH was adjusted to 12 and the temperature auf.40 0 C · adjusted. Then, with rapid stirring, 330.5 g of 12.1% strength NaOCl (0.5 mol + 7.5 % excess) in water were added dropwise over the course of 30 minutes and the temperature was kept at 40 ° C. by means of an ice bath during this period. Upon completion of the addition, the ice bath was removed, the solution stirred for 1 hour and then filtered to remove the catalyst. 879 g of a 7.5% aqueous solution of 3,3-dimethyl-2-oxobutyric acid ("keto acid") as the sodium salt were obtained. Yield: about 100 %.

b) Nach beendeter Oxidation lag der Ru-Katalysator in Form des schwarzen, wasserunlöslichen Rutheniumdioxidhydrats vor. Er wurde unter Einsatz von Celite-Filtrationshilfsmittel abfiltriert. Der nasse, aus Katalysator und Filtrationshilfsmittel bestehende Filterkuchen wurde unmittelbar in eine weitere Teilmenge von Hydroxysäuresalzlösung eingebracht und wie vorstehend beschrieben, wurde unter Zugabe von Hypochlorit eine weitere Oxidation durchgeführt.b) After completion of the oxidation, the Ru catalyst was in the form of the black, water-insoluble Rutheniumdioxidhydrats. It was filtered off using celite filtration aid. The wet, consisting of catalyst and filtration aid filter cake was introduced directly into another subset of hydroxy acid salt solution and as described above, was carried out with the addition of hypochlorite further oxidation.

Chem 21Chem 21

216802 - 7 -216802 - 7 -

c) 956 g einer 15,8 %igen Thiocarbohydrazidlösung in verdünntem HCl wurden innerhalb von 10 Minuten unter "raschem Rühren bei 7O0C mit 2682 g 7,27 %igem "Ketosäure"-filtrat (erwärmt auf 700C) versetzt, das wie unter a) beschrieben hergestellt worden war.c) 956 g of a 15.8% strength Thiocarbohydrazidlösung in dilute HCl was within 10 minutes under "rapid stirring at 7O 0 C with 2682 g of 7.27% sodium""-filtrat keto acid (heated to 70 0 C) was added, the as described under a) had been prepared.

Nach vierstündigem Halten der Temperatur auf 700C ι bei einem pH-Wert von 1,3 wurde die Lösung abgekühlt und abfiltriert. Der erhaltene Feststoff wurde mit Wasser gewaschen und luftgetrocknet. Es wurden 272,2 g (99,3 % reines) 4-Amino-6-tert.-butyl-3-thio-1,2,4-triazin-5(4H)-on erhalten.After maintaining the temperature at 70 ° C. for four hours at a pH of 1.3, the solution was cooled and filtered off. The resulting solid was washed with water and air dried. There were obtained 272.2 g (99.3 % pure) of 4-amino-6-tert-butyl-3-thio-1,2,4-triazine-5 (4H) -one.

Beispiel 2Example 2

In einen mit Rührwerk, Thermometer und Zufuhrtrichter versehenen Vierhals-Rundkolben mit einem Fassungsraum von 1 Liter wurden 52 4 g einer wässrigen Lösung mit einem Gehalt von 0,5 Mol "Hydroxysäure" und 100 mg Rutheniumdioxidhydrat eingebracht. Die Temperatur wurde mittels Eisbad auf 15°C gehalten, es wurden unter Rühren innerhalb von 1,5 Stunden 294 g 11,9 %ige NaOCl-Lösung zugetropft. Danach wurde die Lösung innerhalb von 1 Stunde unter Rühren auf Raumtemperatur gebracht. Nach Filtration durch Glasfaserfilterpapier (Handelsbezeichnung GFA) und Waschen des RuOp mit einer kleinen Menge verdünnter Natronlauge wurden 829 g einer Lösung mit einem Gehalt von 7,25 % "Ketosäure" erhalten. Trotz der niedrigen Reaktionstemperatur und der geringen Katalysatormenge betrug die Ausbeute 94,4 %. In a provided with stirrer, thermometer and feed funnel four-necked round bottom flask with a capacity of 1 liter 52 4 g of an aqueous solution containing 0.5 mol of "hydroxy acid" and 100 mg Rutheniumdioxidhydrat were introduced. The temperature was kept at 15 ° C by means of ice bath, 294 g of 11.9% NaOCl solution were added dropwise with stirring over 1.5 hours. Thereafter, the solution was brought to room temperature with stirring within 1 hour. After filtration through glass fiber filter paper (trade name GFA) and washing the RuOp with a small amount of dilute sodium hydroxide solution, 829 g of a solution containing 7.25 % "keto acid" were obtained. Despite the low reaction temperature and the small amount of catalyst, the yield was 94.4 %.

Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel) Example 3 (comparative example )

Es wurde wie in Beispiel 1 beschrieben vorgegangen, jedoch bei einer Temperatur von 800C gearbeitet.The procedure was as described in Example 1, but at a temperature of 80 0 C worked.

427,4 g (3,5 % Überschuß) 9,0 %iges NaOCl wurden innerhalb von etwa 30 Minuten zu 555 g 11,7 %iger427.4 g (3.5 % excess) 9.0% NaOCl became 555 g 11.7% within about 30 minutes

Chem 21Chem 21

"Hydroxysäure" mit einem Gehalt von 0,4 g zugegeben. Nach Filtration wurden 982 g einer Lösung mit einem Gehalt von 5,82 % "Ketosäure" (87,9 %), 0,44 % nicht umgesetzte "Hydroxysäure" (6,5 %) und 0,32% (6,6% Ausbeute) Pivalinsäure in Form ihres Salzes erhalten.-Daraus geht hervor, daß bei höheren Temperaturen kleine Mengen Pivalinsäure als Nebenprodukt anfallen."Hydroxy acid" added at a level of 0.4 g. After filtration, 982 g of a solution containing 5.82 % "keto acid" (87.9 %), 0.44% unreacted "hydroxy acid" (6.5 %) and 0.32% (6.6%) were added. Yield) pivalic acid in the form of its salt. It can be seen that at higher temperatures, small amounts of pivalic acid are obtained as a by-product.

Beispiel 4Example 4

Es wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen; das NaOCl wurde mit konstanter Geschwindigkeit innerhalb von 5 Minuten zugegeben, während die Temperatur des Reaktionsgemisches auf 40°C gehalten wurde. Es wurden 982 g einer Lösung mit einem Gehalt von ;6,36 % "Ketosäure" (96,1 % Ausbeute) erhalten, die keine nicht umgesetzte "Hydroxysäure" mehr enthielt. Es wurden 0,3 g RuOp-H^D eingesetzt. Infolge der niedrigen Temperatur wurde die Bildung von Pivalinsäure vermieden, die im Vergleich zu Beispiel 1 schnellere Zugabe führte jedoch zu einem geringen Ausbeuteverlust.The procedure was as in Example 1; the NaOCl was added at a constant rate over 5 minutes while maintaining the temperature of the reaction mixture at 40 ° C. 982 g of a solution containing 6.36 % "keto acid" (96.1 % yield) containing no unreacted "hydroxy acid" were obtained. 0.3 g of RuOp-H 2 D was used. Due to the low temperature, the formation of pivalic acid was avoided, but the faster addition compared to Example 1 resulted in a low yield loss.

Beispiel 5Example 5

Beispiel 4 wurde wiederholt, jedoch wurde die NaOCl-Lösung innerhalb von 2 Stunden zugegeben und es wurden 983 g einer Lösung mit einem Gehalt von 6,55 % "Ketosäure" (Ausbeute 99 %) erhalten.Example 4 was repeated except that the NaOCl solution was added over 2 hours and 983 g of a solution containing 6.55 % "keto acid" (yield 99 %) were obtained.

Beispiel 6Example 6

Beispiel 1 wurde unter Einsatz von an ein pH-Meßgerät (Modell Sargent-Welch LS) angeschlossener Glas- und Platinelektrode und eines 10 mV-Schreibers wiederholt. Das NaOCl wurde bei konstanter Geschwindigkeit mit einer Meßpumpe zugeführt. Das Potential der Lösung wurde auf 330-400 mV gehalten. Nahe dem Ende der Umsetzung stiegExample 1 was repeated using glass and platinum electrodes attached to a pH meter (model Sargent-Welch LS) and a 10 mV recorder. The NaOCl was fed at constant speed with a metering pump. The potential of the solution was maintained at 330-400 mV. Near the end of the implementation rose

Chem 21Chem 21

216802216802

die Spannung auf 500 mV an, an diesem Punkt wurde die NaOCl-Zugabe eingestellt. Es wurden aus 559 g 11,8 %iger Hydroxysäurelösung" 921 g einer Lösung mit einem Gehalt von 6,7 % "Ketosäure" (Ausbeute 95 %) erhalten.the voltage to 500 mV, at which point the NaOCl addition was adjusted. There were obtained from 559 g of 11.8% hydroxy acid "solution 921 g of a solution containing 6.7%" keto acid "(yield 95 %) .

Beispiel 7Example 7

Zu einem Gemisch aus 120 ml Wasser, 100 ml 50 %lgev Natriumhydroxidlösung, 1 g RuO2.HpO und 0,5 Mol "Hydroxysäure" (559,3 g einer 11,8 %igen Lösung) wurde Chlorgas (etwa 0,5 g/Minute) zugeführt. Die Temperatur wurde auf 0-50C gehalten, und nachdem etwa 0,7 Mol Cl2 zugegeben waren, wurde die Lösung auf Raumtemperatur erwärmt und filtriert, und es wurden 839 g einer Lösung mit einem Gehalt von 7.05 % "Ketosäure" (Ausbeute 91 %) und 0,38 % "Hydroxysäure" (Ausbeute 4,8 %) erhalten.To a mixture of 120 ml of water, 100 ml of 50 % IV sodium hydroxide solution, 1 g of RuO 2 .HpO and 0.5 mol of "hydroxy acid" (559.3 g of a 11.8% solution) was added chlorine gas (about 0.5 g / Minute). The temperature was maintained at 0-5 0 C, and after about 0.7 mole of Cl 2 was added, the solution was warmed to room temperature and filtered, and there were 839 g of a solution containing 7.05 % "keto acid" (Yield 91 %) and 0.38% "hydroxy acid" (yield 4.8 %) .

Beispiel 8Example 8

Beispiel 1 wurde, jedoch unter Verwendung von Rutheniumtrichlorid-Hydrat, wiederholt. 350,5 g 11,4 %iges NaOCl wurden zu einer Lösung von 511,6 g 12,9 %iger "Hydroxysäure" mit einem Gehalt von 0,3 g RuCI^oHpO zugetropft. Man erhielt 818,7 g einer Lösung mit einem Gehalt von 7,25 % "Ketosäure" (Ausbeute 91,3 %).. Example 1 was repeated, but using ruthenium trichloride hydrate. 350.5 g of 11.4% NaOCl were added dropwise to a solution of 511.6 g of 12.9% "hydroxy acid" containing 0.3 g RuCI ^ oHpO. 818.7 g of a solution containing 7.25 % "keto acid" (yield 91.3 %) were obtained.

Beispiel 9Example 9

Es wurde wie in Beispiel 1 beschrieben gearbeitet, jedoch wurden in den Kolben 279,7 g 11,8 %ige "Hydroxysäure" eingebracht und der pH-Wert wurde auf 12 eingestellt. Dann wurden 0,3 g RuOp-H2O zugegeben und 76,8 g einer 26 %igen NaOCl-Lösung zugetropft. Es wurden 341 g einer Lösung mit einem Gehalt von 9,53 % "Ketosäure" (Ausbeute 100 %) erhalten.The procedure was as described in Example 1, but in the flask 279.7 g of 11.8% "hydroxy acid" were introduced and the pH was adjusted to 12. Then, 0.3 g of RuOp-H 2 O was added and 76.8 g of a 26% NaOCl solution was added dropwise. There were obtained 341 g of a solution containing 9.53 % "keto acid" (yield 100 %) .

Chem 21Chem 21

Claims (9)

-10- 12,5.1980 AP C 07 C/216 56 386 / 18 Erfindungsanspruch.-10- 12.5.1980 AP C 07 C / 216 56 386/18 Invention claim. 1. Verfahren zur Herstellung von 3,3-Dimethyl-2-oxo~ buttersäure und ihren Salzen durch Oxidation von 3,3-Dimethyl-2-hydro:xybutt er säure, gekennzeichnet dadurch, daß man die Umsetzung in wäßrig-alkalischer Lösung mit der zumindest stöchiometrischen Menge eines Salzes der 'unterchlorigen Säure als Oxidationsmittel in Gegenwart eines Rutheniumkatalysators durchführt und die 3,3-Dimethyl~2-oxobuttersäure gegebenenfalls aus der Lösung ihrer Salze freisetzt,1. A process for preparing 3,3-dimethyl-2-oxo-butyric acid and its salts by oxidation of 3,3-dimethyl-2-hydro: xybutt er acid, characterized in that the reaction in aqueous alkaline solution with the at least stoichiometric amount of a salt of the hypochlorous acid as the oxidizing agent in the presence of a ruthenium catalyst and optionally releases the 3,3-dimethyl-2-oxobutyric acid from the solution of its salts, 2, Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man die Umsetzung in natron-alkalischer Lösung durchführt.2, Method according to item 1, characterized in that one carries out the reaction in sodium-alkaline solution. 3· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man die Umsetzu]
durchführt·
3 · Method according to item 1, characterized by the fact that
performs ·
die Umsetzung bei 'J.'empei-a.turen zwischen 40 und 60 Cthe reaction at 'J.'empei-a.turen between 40 and 60 C
4· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man den pH-Wert des Reaktionsmediums auf etwa 9 bis 13, vorzugsweise auf etwa 10 bis 12 einstellt.4 · Method according to item 1, characterized in that adjusting the pH of the reaction medium to about 9 to 13, preferably about 10 to 12. 5, Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man das Salz der unterchlorigen Säure in einem Überschuß von 5 bis 15 /S einsetzt,5, method according to item 1, characterized in that one uses the salt of hypochlorous acid in an excess of 5 to 15 / S, 6, Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man den Rutheniumkatalysator in Mengen von etwa 0,01 bis 1g, vorzugsweise von etwa 0,1 bis 0,5 g pro Mol 3,3-Dimethyl-2-hydroxybuttersäure einsetzt.6, Process according to item 1, characterized in that one uses the ruthenium catalyst in amounts of about 0.01 to 1 g, preferably from about 0.1 to 0.5 g per mole of 3,3-dimethyl-2-hydroxybutyric acid. -11- 12.5.1980-11- 12.5.1980 AP C 07 C/216 802 56 386 / 18AP C 07 C / 216 802 56 386/18 7. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man als Rutheniumkatalysator Rutheniumdioxidhydrat oder Rutheniumtrichlorid-hydrat einsetzt.7. The method according to item 1, characterized in that is used as the ruthenium catalyst Rutheniumdioxidhydrat or ruthenium trichloride hydrate. 8. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man ein Gemisch aus 3,3-Dimethyl-2-hydroxy'buttersäure und Rutheniumkatalysator in wässrig-alkalischer Lösung vorlegt und das Salz der unterchlorigen Säure zufügt.8. The method according to item 1, characterized in that initially introducing a mixture of 3,3-dimethyl-2-hydroxy'buttersäure and ruthenium catalyst in aqueous alkaline solution and adding the salt of the hypochlorous acid. 9· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man das Salz der unterchlorigen Säure in situ erzeugt durch Einleiten von Chlorgas in das wässrig-alkalische, ein Salz der 3,3-Dimethyl-2-hydroxybuttersäure und den Rutheniumkatalysator enthaltende Reaktionsmedium,Process according to item 1, characterized in that the salt of the hypochlorous acid is generated in situ by introducing chlorine gas into the aqueous-alkaline reaction medium containing a salt of 3,3-dimethyl-2-hydroxybutyric acid and the ruthenium catalyst,
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