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Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd Die Erfindung bezieht
sich auf die Herstellung von Wasserstoffperoxyd durch Reaktion und Oxydation von
alkylierten Anthrachinonen, insbesondere auf ein verbessertes Lösungsmittel für
alkylierte Anthrachinone und ihre hydrierten Derivate.
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Das bekannte Verfahren, z. B. unter Verwendung von Äthylanthrachinon,
besteht darin, daß das alkylierte Anthrachinon zu dem entsprechenden Anthrahydrochinon
hydriert, die Hydrochinonform zum Chincn a_zydiert und das Wasserstoffperoxyd im
Laufe dieser Behandlung abgetrennt wird.
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Diese Reduktions- und Oxydationsreaktionen finden in einem organischen
Milieu statt, welches gleichzeitig die Chinone und die Hydrochinone löst. Als Reaktionsmilieu
hat man eine Mischung eines Lösungsmittels für Chinone und eines Lösungsmittels
für Hydrochinone empfohlen.
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Es sind als Lösungsmittel für Hydrochinone die sekundären aliphatischen
Alkohole, insbesondere die sekundären Alkohole mit 7 bis 11. Kohlenstoffatomen,
die primären Alkohole Heptanol, Äthanol usw., das Methylcyclohexanol usw., bekannt.
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Als Lösungsmittel für Chinone sind die aromatischen Kohlenwasserstoffe
wie Benzol, Toluol, Xylol, Naphthalin, Tetrahydronaphthalin, die alkylierten Derivate
des Naphthalins, Anisol usw. bekannt.
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Man hat gleichfalls vorgeschlagen, Ester von Dicarbonsäuren zu verwenden,
welche ein gutes Lösungsvermögen gleichzeitig für Chinone und Hydrochinone besitzen.
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Das Verfahren der Erfindung betrifft die Verwendung von besonderen
Lösungsmitteln für die Chinonform bei der Herstellung von Wasserstoffperoxyd durch
Reduktion und Oxydation eines alkylierten Anthrachinons, wobei in einem Lösungsmittelgemisch
gearbeitet wird, welches ein Naphthalinderivat aus der Gruppe der Chlornaphthaline
oder der Alkoxynaphthaline enthält.
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Diese Lösungsmittel sind durch ein erhöhtes spezifisches Gewicht,
merklich über 1, gekennzeichnet. In Mischung mit bekannten Lösungsmitteln für die
Hydrochinonform wie gewissen Estern von Dicarbon-oder Monocarbonsäuren können sie
zu Lösungsmittelgemischen führen, deren spezifisches Gewicht höher als dasjenige
der konzentrierten wäßrigen Lösungen von Wasserstoffperoxyd ist. Sie erlauben also
eine saubere Abtrennung der wäßrigen Phase von der organischen Phase bei der Extralotion
von Wasserstoffperoxyd durch Wasser oder durch wäßrige Lösungen von Wasserstoffperoxyd.
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Außerdem besitzen die erfindungsgemäßen Lösungsmittel ein erhöhtes
Lösungsvermögen für Antlirachinone. Der Teilungskoeffizient der Wasserstoffperoxydlösung
zwischen der organischen und der wäßrigen Phase begünstigt außerdem die Abtrennung
des Wasserstoffperoxyds, wie es die nachstehende Tabelle zeigt.
| Löslichkeit des 2-Äthyl- Teilungskoeffizient des H2 02 |
| Lösungsmittel anthrachinons g pro kg Lösungsmittel |
| g pro kg Lösungsmittel bei 30° wäßrige organische |
| Phase Phase |
| Technisches a-Monochlor- 193 101 0.01 |
| naphthalin .................. |
| Methoxynaphthalin ............ 250 100 0,20 |
Die Lösungsmittelmischungen aus diesen Naphthalinderivaten und
einem Alkylphthalat sind besonders interessant, wie sich aus den nachstehenden Beispielen
ergibt.
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Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt besteht zunächst
darin, daß die erfindungsgemäßen Lösungsmittel gegenüber einigen der bisher benutzten
eine größere Löslichkeit für die Anthrachinone besitzen und gegenüber anderen bisher
benutzten eine geringere Flüchtigkeit und einen besseren Teilungskoeffizienten aufweisen.
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Ferner ist ihre Dampfspannung so gering, daß die Oxydation bei gewöhnlicher
Temperatur mit Luft an Stelle von reinem Sauerstoff möglich ist, ohne daß dabei
eine Wiedergewinnung des Lösungsmittels aus den Gasen erforderlich ist. Schließlich
fallen infolge ihres günstigen Teilungskoeffizienten wäßrige Lösungen mit hohen
Konzentrationen an Wasserstoffperoxyd an. Beispiel 1 Man löst 110g Äthylanthrachinon
in 890g einer Lösungsmittelmischung mit einem Gehalt von 60 Gewichtsprozent Dimethylphthalat
und 40% a-Monochlornaphthalin (spezifisches Gewicht der Lösung 1,2), bringt diese
Lösung auf 40 bis 50° und rührt sie mit dem Wasserstoff in Anwesenheit von Raney-Nickel,
bis 4,9 Normalliter Wasserstoff gebunden sind. Die Lösung wird filtriert, um den
Katalysator abzutrennen, und dann durch einen Luftstrom oxydiert. Sobald die Oxydation
beendet ist, was der Bindung von 4,9 Normallitern Sauerstoff entspricht, wird die
organische, 7,5 g H202 pro kg enthaltende Lösung 10,4 g 20%iger, wäßriger Wasserstoffperoxydlösung
behandelt, und man erhält 11,9 g 30%ige Wasserstoffperoxydlösung. Im Laufe dieser
Behandlung wird der Gehalt an H2 02 der organsichen Phase von 7,5 auf 6,0 g/kg gebracht.
Der Teilungskoeffizient des Wasserstoffperoxyds zwischen der wäßrigen und der organsichen
Phase liegt unter diesen Bedingungen in der Größenordnung von 70. Beispiel 2 Man
löst 135 g 2-Äthylanthrachinon in 865 g einer Mischung mit einem Gehalt von 50%
Dimethylphthalat und 50% Methoxyiiaphthalin (spezifisches Gewicht der Lösung 1,15),
bringt diese Mischung auf 40 bis 50° und verrührt sie mit dem Wasserstoff in Gegenwart
von Raney-Nickel, bis 5,25 Normalliter Wasserstoff gebunden sind.
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Die Lösung wird zum Abtrennen des Katalysators filtriert und dann
durch Luft oxydiert. Die erhaltene organische Lösung enthält 8,0 g H2 02 pro kg.
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Der Teilungskoeffizient des Wasserstoffperoxyds zwischen dem Wasser
und einer solchen Lösung liegt in der Größenordnung von 60. Die Behandlung mit Wasser
führt zur Gewinnung einer Lösung, welche mehr als 301/o H2 02 enthält.