DE1028984B - Process for the production of aromatic di- and polycarboxylic acids - Google Patents
Process for the production of aromatic di- and polycarboxylic acidsInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von aromatischen Di- und Polycarbonsäuren Man kann die Alkalisalze aromatischer Carbonsäuren durch Erhitzen auf höhere Temperatur in die entsprechenden Salze anderer aromatischer Carbonsäuren umwandeln. Nach diesem Verfahren lassen sich, zum Teil aus leicht zugänglichen Ausgangsstoffen, eine Anzahl technisch wertvoller Produkte herstellen, z. B. Terephthalsäure, Trimesinsäure, 1\ aphthalin-2,6-dicarbonsäure, 4,4'-Diphenyldicarbonsäure und andere. Daneben werden in manchen Fällen als Beiprodukte die entsprechenden carboxylgruppenfreien cyclischen Verbindungen erhalten. Dieses Verfahren wird bei verschieden hohem Druck oder auch ohne Druck, zweckmäßig unter Verwendung eines inerten Schutzgases sowie gegebenenfalls in Gegenwart katalytisch wirksamer Metalle oder Metallverbindungen, durchgeführt.Process for the production of aromatic di- and polycarboxylic acids The alkali salts of aromatic carboxylic acids can be obtained by heating to a higher temperature convert into the corresponding salts of other aromatic carboxylic acids. After this A number of processes can be created, some of them from easily accessible starting materials Manufacture technically valuable products, e.g. B. terephthalic acid, trimesic acid, 1 \ aphthalene-2,6-dicarboxylic acid, 4,4'-diphenyldicarboxylic acid and others. Next to it will be in some cases the corresponding carboxyl group-free cyclic products as by-products Get connections. This procedure is at different high pressures or also without pressure, expediently using an inert protective gas and optionally in the presence of catalytically active metals or metal compounds.
Es wurde nun gefunden, daß man auch die Salze mehrwertiger Metalle aromatischer Mono- oder Dicarbonsäurerl durch Erhitzen auf höhere Temperatur in die Salze anderer aromatischer Carbonsäuren, insbesondere von Di- und Polycarbonsäuren, umwandeln kann, welche sich gegebenenfalls nach an sich bekannten Methoden in die freien Säuren oder deren Derivate überführen lassen. In vielen Fällen entstehen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren andere Haupt-bzw. Nebenprodukte als bei der Umwandlung der Alkalisalze. Häufig werden solche Di- oder Polycarbonsäuren gebildet, bei welchen sich mindestens zwei Carboxylgruppen in o-Stellung zueinander befinden. So läßt sich z. 13. Phthalsä ure aus Benzoesäure gewinnen.It has now been found that the salts of polyvalent metals of aromatic mono- or dicarboxylic acids can also be converted into the salts of other aromatic carboxylic acids, in particular of di- and polycarboxylic acids, by heating to a higher temperature, which can optionally be converted into the free ones by methods known per se Allow acids or their derivatives to be converted. In many cases, the process according to the invention gives rise to other main or By-products than in the conversion of the alkali salts. Often those dicarboxylic or polycarboxylic acids are formed in which at least two carboxyl groups are in o-position to one another. So z. 13. Obtain phthalic acid from benzoic acid.
Als Ausgaiigsinaterial für das erfindungsgemäße Verfahren dienen Salze von aromatischen Mono- oder Dicarbonsäuren, z. B. Salze der Benzoesäure, a- und ß-Naplithoesätire, der Diphenylmonocarbonsäuren, ferner Salze der Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Naphthalsäure und anderer Naphthalindicarbonsäuren, ferner der Diphensäure und anderer Diphenyldicarbonsäuren. Auch Salze von Mono- oder Dicarbonsäuren, bei welchen die Carboxylgruppen sich an einem anderen aromatischen Ringsystem, z. B. Anthracen, 1,4-Diphenylbenzol, Diphenylmethan oder Benzophenon, befinden, sind als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet. Es können auch Gemische aromatischer Carbonsäuren verwendet werden, wie sie z. B. durch Oxydation von rohen Xylolgemischen oder von Kohle nach verschiedenen bekannten Verfahren erhalten werden. Bei den als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren dienenden Carbonsäuren kann der aromatische Ring neben den Carboxylgruppen auch noch andere Substituenten tragen, z. B. Alkylreste, soweit dadurch nicht eine Zersetzung des Moleküls bereits unterhalb der Reaktionstemperatur eintritt. Die als Ausgangsstoffe dienenden Carbonsäuren werden in Form ihrer Salze mit mehrwertigen Metallen für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet. Besonders geeignet sind die Salze der Erdalkaliinetalle, z. B. die Salze des Magnesiums. Calciums, Strontiums oder Bariums. Weiterhin sind aber auch die Salze anderer mehrwertiger Metalle, z. B. des Aluminiums, Zinks, Cadmiums, Eisens sowie anderer Schwermetalle, geeignet. An Stelle der Salze können auch Reaktionsgemische verwendet werden, welche derartige Salze liefern. Insbesondere sind Mischungen aus Carbonsäureanhydriden und säurebindenden Metallverbindungen, z. B. Metallcarbonaten oder Metalloxyden., geeignet. Diese Gemische brauchen nicht im stöchiometrischen Verhältnis vorzuliegen. Die eine oder andere Komponente kann im Überschuß angewendet werden. Die zu verarbeitenden Salze bzw. Salzgemische werden vorzugsweise in möglichst trockenem Zustand verarbeitet.Salts serve as the starting material for the process according to the invention of aromatic mono- or dicarboxylic acids, e.g. B. salts of benzoic acid, a- and ß-Naplithoesätire, the diphenylmonocarboxylic acids, also salts of phthalic acid, isophthalic acid, Terephthalic acid, naphthalic acid and other naphthalenedicarboxylic acids, also the Diphenic acid and other diphenyldicarboxylic acids. Also salts of mono- or dicarboxylic acids, in which the carboxyl groups are on another aromatic ring system, e.g. B. anthracene, 1,4-diphenylbenzene, diphenylmethane or benzophenone are suitable as starting material for the process according to the invention. It can too Mixtures of aromatic carboxylic acids are used, such as are used, for. B. by oxidation obtained from crude xylene mixtures or from coal by various known methods will. In the case of those used as starting material for the process according to the invention In addition to the carboxyl groups, the aromatic ring can also contain other carboxylic acids Carry substituents, e.g. B. alkyl radicals, insofar as this does not result in a decomposition of the Molecule already occurs below the reaction temperature. As starting materials Serving carboxylic acids are in the form of their salts with polyvalent metals for the method according to the invention is used. The salts are particularly suitable Alkaline earth metals, e.g. B. the salts of magnesium. Calcium, strontium or barium. Furthermore, the salts of other polyvalent metals, such. B. of aluminum, Zinc, cadmium, iron and other heavy metals are suitable. Instead of the salts It is also possible to use reaction mixtures which produce such salts. Mixtures of carboxylic acid anhydrides and acid-binding metal compounds, z. B. metal carbonates or metal oxides., Suitable. These mixtures do not need to be present in the stoichiometric ratio. One or the other component can be used in excess. The salts or salt mixtures to be processed are preferably processed in as dry a condition as possible.
Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Reaktion durch die Anwesenheit von Katalysatoren begünstigt wird. Als Katalysatoren dienen besonders Metalle, wie Zink, Cadmium, Quecksilber, Blei und Eisen, sowie Verbindungen dieser Metalle, z. B. ihre Oxyde oder ihre Salze mit anorganischen oder organischen Säuren. Geeignete Salze sind unter anderem die Carbonate, Bicarbonate, Halogeilide, Sulfate, Phosphate, Acetate, Formiate, Oxalate und fettsauren Salze oder auch die Salze der genannten Metalle mit denjenigen Säuren, welche als Ausgangsmaterial für die erfindungsgemäße Reaktion verwendet werden oder die bei dieser Reaktion entstehen, z. B. ihre Benzoate oder Phthalate. Die Menge der Katalysatoren kann in weiten Grenzen schwanken und bis 15, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Reaktionsgemisch,. betragen. Die genannten Katalysatoren können auch in Verbindung mit bekannten Trägerstoffen, z. B. Kieselgur, verwendet werden.It has been shown that the reaction according to the invention by the presence is favored by catalysts. Metals, such as, in particular, serve as catalysts Zinc, cadmium, mercury, lead and iron, and compounds of these metals, e.g. B. their oxides or their salts with inorganic or organic acids. Suitable Salts include carbonates, bicarbonates, halogeilides, sulfates, phosphates, Acetates, formates, oxalates and fatty acid salts or the salts of those mentioned Metals with those acids which are used as starting material for the invention Reaction can be used or which arise in this reaction, e.g. B. their benzoates or phthalates. The amount of catalysts and can vary within wide limits to 15, preferably 0.5 to 5 percent by weight, based on the Reaction mixture ,. be. The catalysts mentioned can also be used in conjunction with known carriers, e.g. B. kieselguhr can be used.
Neben diesen Katalysatoren kann die erfindungsgemäße Reaktion in Gegenwart inerter flüssiger oder fester Zusatzstoffe durchgeführt werden, z. B. in Gegenwart von Sand, Metallpulver, Metallspänen, Kieselgur, Aktivkohle, _ feinverteiltem Aluminiumoxyd, feinverteilter Kieselsäure oder auch von inerten Salzen, wie Natriumsulfat. Durch diese Zusätze werden in vielen Fällen die mechanischen Eigenschaften des Reaktionsgemisches verbessert. An Stelle von festen inerten Sföffen können auch inerte Flüssigkeiten, welche sich unter den angewandten Bedingungen nicht zersetzen, Verwendung finden.In addition to these catalysts, the reaction according to the invention can be carried out in the presence inert liquid or solid additives are carried out, e.g. B. in the present of sand, metal powder, metal shavings, kieselguhr, activated carbon, _ finely divided aluminum oxide, finely divided silica or inert salts such as sodium sulfate. By these additives will in many cases affect the mechanical properties of the reaction mixture improved. Instead of solid, inert liquids, inert liquids, which do not decompose under the conditions used are used.
In manchen Fällen ist es auch zweckmäßig, das Erhitzen der Salze aromatischer Mono- oder Dicarbonsäuren in Gegenwart säurebindender Mittel durchzuführen, z. B. in Gegenwart von Carbonaten, Bicarbonaten oder Oxalaten der Alkali-, Erdalkali- oder anderer Metalle.In some cases it is also useful to make the heating of the salts more aromatic Carry out mono- or dicarboxylic acids in the presence of acid-binding agents, e.g. B. in the presence of carbonates, bicarbonates or oxalates of the alkali, alkaline earth or other metals.
Da die Anwesenheit von Sauerstoff während des Erhitzens in der Regel die Ausbeuten beeinträchtigt, ist es zweckmäßig, die Reaktion in Gegenwart eines inerten Schutzgases durchzuführen. Für diesen Zweck eignet sich am besten das Kohlendioxyd, aber auch andere inerte Gase, z. B. Stickstoff oder Methan, können verwendet werden. Es ist vorteilhaft, die Reaktion unter erhöhtem Druck durchzuführen.Because the presence of oxygen during heating usually adversely affecting the yields, it is appropriate to carry out the reaction in the presence of a carry out inert protective gas. Carbon dioxide is best suited for this purpose, but also other inert gases, e.g. B. nitrogen or methane can be used. It is advantageous to carry out the reaction under increased pressure.
Die erfindungsgemäße Reaktion setzt meist bei einer Temperatur zwischen 200 und 300° C ein. Die optimale Reaktionstemperatur ist je nach den verwendeten Ausgangsstoffen verschieden. Man kann zwar bei einer Temperatur bis etwa 500° C arbeiten, häufig ist es jedoch zweckmäßig, eine Reaktionstemperatur unterhalb von =150° C anzuwenden, da bei zu hoher Temperatur unerwünschte Nebenreaktionen, wie z. B. Ketonisierung oder Verkohlung, eintreten können.The reaction according to the invention usually takes place at one temperature 200 and 300 ° C. The optimal reaction temperature depends on the one used Starting materials different. Although you can at a temperature of up to about 500 ° C work, but it is often useful to have a reaction temperature below = 150 ° C to use, as undesirable side reactions at too high a temperature, such as z. B. ketonization or charring can occur.
Bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Reaktion kann es zur Vermeidung örtlicher überhitzungen und der dadurch hervorgerufenen Zersetzung sowie zur Verhinderung des Zusammenbackens der Reaktionsmischung zweckmäßig sein, das Reaktionsgut in Bewegung zu halten. Dies kann z. B. durch Arbeiten in Rührgefäßen, Schüttel- oder Rollautoklaven erfolgen. Das gleichmäßige Erhitzen kann aber auch dadurch bewirkt werden, daß man in dünner Schicht arbeitet, wobei das Reaktionsgut beweglich oder unbe-veglich gelagert sein kann. Man erhält jedoch gute Ausbeuten auch ohne diese Maßnahmen, wenn man dafür Sorge trägt, daß starke örtliche Überhitzungen vermieden werden.When carrying out the reaction according to the invention, it can be avoided local overheating and the resulting decomposition as well as prevention the caking of the reaction mixture may be useful, the reaction mixture in motion to keep. This can e.g. B. by working in stirred vessels, shaking or rolling autoclaves take place. The uniform heating can also be brought about by works in a thin layer, whereby the reaction material is movably or immovably stored can be. However, good yields are obtained even without these measures if one ensures that strong local overheating is avoided.
Die Aufarbeitung der Reaktionsgemische erfolgt in an sich bekannter Weise. Man kann z. B. durch Behandlung der rohen Reaktionsprodukte mit verdünnten Mineralsäuren die freien Säuren gewinnen, die dann in bekannter Weise gereinigt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß man die rohen Reaktionsprodukte durch Behandlung mit einer wäßrigen Alkalicarbonatlösung in die Alkalisalze der gebildeten aromatischen Di- oder Polycarbonsäuren überführen kann. Aus der Lösung der Alkalisalze lassen sich die freien Säuren oder auch ihre sauren Salze durch Ansäuern mit einer anorganischen oder organischen Säure in bekannter Weise ausfällen. Es ist auch möglich, das Ansäuern mit Hilfe von Kohlendioxyd mit oder ohne Druck durchzuführen. Die freien Säuren können auf Grund ihrer verschiedenen Löslichkeit oder Flüchtigkeit getrennt und in reiner Form isoliert sowie gegebenenfalls in ihre Derivate, z. B. ihre Halogenide oder Ester, übergeführt werden. Eine Trennung bzw. Reinigung läßt sich auch in bekannter Weise dadurch vornehmen, daß man die Säuren verestert und die erhaltenen Ester destilliert bzw. fraktioniert. Beispiel 1 In einen Autoklav von 0,21 Fassungsvermögen wurden 37,9 g Bariumbenzoat gegeben. Der Autoklav wurde evakuiert und anschließend aus einer Druckflasche etwa 180g Kohlendioxyd eingefüllt. Nun wurde 10 Stunden auf 350° C erhitzt. (Bei diesem und bei den folgenden Beispielen wurde die Temperatur mit einem Thermoeleinent gemessen, welches sich in der Mitte der pulverförmigen Reaktionsmischung befand.) Hierbei stellte sich ein Druck von etwa 1580 at ein. Nach dem Abkühlen und Entspannen wurde das rohe Reaktionsprodukt, das 37,5 g wog, mit einer Lösung von 20g Kaliumcarbonat in 500 ccin Wasser aufgekocht. Das entstandene Bariumcarbonat wurde abfiltriert und die wäßrige Lösung mit Salzsäure angesäuert. N ach dem Abkühlen auf Zimmertemperatur wurde die auskristallisierte Säure abfiltriert und die Mutterlauge mit Äther extrahiert. Die nach dem Verdampfen des Äthers erhaltenen Kristalle wurden mit den aus der wäßrigen Lösung gewonnenen Anteilen vereinigt, aus dem Gemisch die Benzoesäure mit Chloroform ausgezogen und auf diese Weise 9,65 g Benzoesäure zurückgewonnen. Der Rückstand von 8,0 g bestand aus Phthalsäure. Beispiel 2 In einem Autoklav von 0,2 1 Fassungsvermögen wurden 37,9 g Barittmbenzoat, gemischt mit 2 g Cadmiumfluorid, sowie 190g Kohlendioxyd 10 Stunden auf 350° C erhitzt. Dabei stellte sich ein Druck von etwa 2000 at ein. Nach dem Entspannen und Abkühlen wurde das Reaktionsprodukt, welches 32,6 g wog, mit einer Lösung von 25 g Kaliumcarbonat in 500 ccm Wasser aufgekocht. Das entstandene Bariumcarbonat wurde abfiltriert und die wäßrige Lösung mit Salzsäure angesäuert. Beim Abkühlen kristallisierten zunächst 3 g eines sauren Kaliumsalzes einer aromatischen Polycarbonsäure aus, die nicht näher identifiziert wurde. Aus der 1lutterlauge wurden durch Kristallisation und Extraktion mit Äther 11,75 g Phthalsäure erhalten. Beispiel 3 In einem Autoklav von 0,21 Fassungsvermögen wurden 33,0g Strontiumbenzoat, gemischt mit 2 g Ouecksilber(II)-chlorid, sowie 180g Kohlendioxyd 10 Stunden auf 330° C erhitzt. Hierbei stellte sich ein Druck von 1850 at ein. Nach dem Entspannen und Abkühlen wurde das Reaktionsprodukt mit einer Lösung von 20g Kaliumcarboitat in etwa -100 ccm Wasser aufgekocht. Das entstandene Strontiumcarbonat wurde abfiltriert und die wäßrige Lösung mit Salzsäure angesäuert. Nach einigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde die abgeschiedene Phthalsäure abfiltriert und die Mutterlauge finit Äther extrahiert. Die Gesamtmenge der auf diese Weise durch Kristallisation und Extraktion erhaltenen Phthalsättre betrug 14,0 g.The reaction mixtures are worked up in a manner known per se Way. You can z. B. by treating the crude reaction products with dilute Mineral acids win the free acids, which are then purified in a known manner will. Another option is to use the crude reaction products by treatment with an aqueous alkali metal carbonate solution in the alkali salts of the Can convert formed aromatic di- or polycarboxylic acids. Out of the solution The free acids or their acidic salts pass through the alkali salts Acidification with an inorganic or organic acid precipitate in a known manner. It is also possible to acidify with the help of carbon dioxide with or without pressure perform. The free acids can be due to their different solubility or volatility separated and isolated in pure form and optionally in their Derivatives, e.g. B. their halides or esters, are converted. A separation or Cleaning can also be carried out in a known manner by removing the acids esterified and the esters obtained are distilled or fractionated. Example 1 In a 0.21 capacity autoclave was charged with 37.9 g of barium benzoate. Of the The autoclave was evacuated and then about 180 g of carbon dioxide from a pressure bottle filled. The mixture was then heated to 350 ° C. for 10 hours. (In this and in the following Examples, the temperature was measured with a thermal element, which was in the middle of the powdery reaction mixture.) This turned out a pressure of about 1580 at. After cooling and relaxing it became raw Reaction product, which weighed 37.5 g, with a solution of 20 g of potassium carbonate in 500 boiled in water. The barium carbonate formed was filtered off and the aqueous solution acidified with hydrochloric acid. After cooling to room temperature the acid which had crystallized out was filtered off and the mother liquor was extracted with ether. The crystals obtained after evaporation of the ether were with those from the aqueous Solution obtained combined, from the mixture the benzoic acid with chloroform pulled out and recovered in this way 9.65 g of benzoic acid. The residue of 8.0 g consisted of phthalic acid. Example 2 In an autoclave with a capacity of 0.2 l 37.9 g barite benzoate mixed with 2 g cadmium fluoride and 190 g carbon dioxide Heated to 350 ° C for 10 hours. A pressure of about 2000 at was established. After letting down and cooling down, the reaction product, which weighed 32.6 g, was boiled with a solution of 25 g of potassium carbonate in 500 ccm of water. The resulting Barium carbonate was filtered off and the aqueous solution acidified with hydrochloric acid. Upon cooling, initially 3 g of an acidic potassium salt of an aromatic one crystallized Polycarboxylic acid that has not been identified. From the 1lutterlauge were obtained by crystallization and extraction with ether 11.75 g of phthalic acid. example 3 In an autoclave with a capacity of 0.21, 33.0 g of strontium benzoate were mixed heated to 330 ° C. for 10 hours with 2 g of mercury (II) chloride and 180 g of carbon dioxide. This resulted in a pressure of 1850 at. After relaxing and cooling down the reaction product with a solution of 20 g of potassium carbonate was about -100 ccm of water boiled. The resulting strontium carbonate was filtered off and the aqueous solution acidified with hydrochloric acid. After standing for some time at room temperature the separated phthalic acid was filtered off and the mother liquor finite ether extracted. The total amount of this way through crystallization and extraction obtained phthalic saturation was 14.0 g.
Beispiel 4 In einem Autoklav von 0,21 Fassungsvermögen wurden 37,9 g Bariumbenzoat, gemischt mit 2 g Ouecksilber(11)-chlorid, sowie 190 g Kohlendioxyd 10 Stunden auf 330° C erhitzt. Dabei stellte sich ein Druck von etwa 2000 at ein. Das Reaktionsprodukt wurde mit einer Lösung von 20 g Kaliumcarbonat in etwa 400 ccm Wasser aufgekocht. Das entstandene Bariumcarbonat wurde abfiltriert und zu der heißen Lösung Salzsäure bis zur stark sauren Reaktion gegeben. Hierbei kristallisierten 0,6 g Terephthalsäure aus, welche heiß abfiltriert wurden. Anschließend wurde die Lösung auf. Zimmertemperatur abgekühlt und nach Abtrennung der auskristallisierten Phthalsäure mit Äther extrahiert. Die Gesamtmenge der erhaltenen Phthalsäure betrug 10,1 g. Beispiel 5 8 g 11Iagnesiuinoxyd, 45,2- Benzoesäureanhydrid sowie 4- des Doppelsalzes KZ Cd FZ Cl. wurden in einer Kugelmühle gemischt. Die Mischung wurde zusammen mit 170g Kohlendioxyd in einem Autoklav von 0,21 Fassungsvermögen 10 Stunden auf 300°C erhitzt. Hierbei stellte sich ein Drucke von etwa 2000 at ein. Das Reaktionsprodukt wurde nach dem Abkühlen und Entspannen mit einer Lösung von 30 g Kaliuincarbonat in 500 ccm Wasser aufgekocht. Das entstandene basische Magnesiumcarbonat wurde abfiltriert und die Lösung in der Hitze mit Salzsäure angesäuert. Hierbei kristallisierten 0,65 g Terephthalsäure aus. welche heiß abfiltriert wurden. Aus der Lösung wurden durch Kristallisation und Extraktion mit Äther in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise 5,3 g Phthalsäure erhalten. Außerdem wurden 16,9 g ßenzoesäure zurückgewonnen. Beispiel 6 37,9 g Bariumbenzoat und 2 g Cadmiumfluorid wurden in einer Kugelmühle gemischt und das Gemisch in einem Rollautoklav von 0,21 Fassungsvermögen 5 Stunden auf 350° C erhitzt. Zu Beginn des Versuches wurden 50 at Kohlendioxyd aufgedrückt. Der Enddruck bei 350° C betrug 160 at. Nach dem Abkühlen und Entspannen wurde das Reaktionsprodukt, welches 29,7 g wog, mit einer Lösung von 30 g Kaliumcarbonat in 400 ccm Wasser aufgekocht. Das entstandene Bariumcarbonat und der Katalysator wurden abfiltriert und die Lösung in der Hitze mit Salzsäure angesäuert. Hierbei kristallisierten 0,95 g Terephthalsäure aus, welche heiß abfiltriert wurden. Aus der abgekühlten Mutterlauge wurden durch Kristallisation und Extraktion mit Äther in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise 11,65 g eines Gemisches organischer Säuren mit der Säurezahl 625 erhalten. Durch Extraktion mit Chloroform wurden aus dem Gemisch 2,55 g Benzoesäure abgetrennt. Der Rest von 9,1 g bestand aus einem Gemisch von Phthalsäure und Isophthalsäure (im Verhältnis 68,4 zu 31_,6 0/0). Beispiel ? 37,9g Bariumbenzoat, 19,75 g ßariumcarbonat und 2,5 g Cadmiumfluorid wurden in einer Kugelmühle gemischt. Das Gemisch wurde in einem Rollautoklav von 0,2 1 Fassungsvermögen 5 Stunden auf 350° C erhitzt. Zu Beginn des Versuches wurden 50 at Kohlendioxyd aufgedrückt, der Enddruck bei 350° C betrug 160 at. Das 54,8 g wiegende Reaktionsprodukt wurde mit einer Lösung von 50 g Kaliumcarbonat in 500 ccm Wasser aufgekocht. Nach dein Abfiltrieren vorn Bariumcarbonat und dem Katalysator wurde die heiße Lösung mit Salzsäure angesäuert und anschließend heiß filtriert. Dabei wurden 1,95 g Terephthalsäure erhalten. Aus der abgekühlten Mutterlauge wurden durch Kristallisation und Extraktion mit Äther insgesamt 13,6 g organische Säuren mit der Säurezahl 628 isoliert. Durch Extraktion mit Chloroform wurden daraus 2,96 g Benzoe'säure abgetrennt. Der Rückstand von 10,64 g bestand zu 62,5 % aus Phthal- und zu 37,5 % aus Isophthalsäure. Beispiel 8 In einem Rollautoklav von 0,2 1 Fassungsvermögen wurde ein Gemisch aus 37,9 g Bariumbenzoat und 2 g Cadmiumfluorid 5 Stunden auf 320° C erhitzt. Zu Beginn des Versuches wurden 5 at Kohlendioxyd aufgedrückt. Der Enddruck bei 320° C betrug 20 at. Das 36,6 g wiegende Reaktionsprodukt wurde mit einer Lösung von 40 g Kaliumcarbonat in 500 ccm Wasser aufgekocht. Das entstandene Bariumcarbonat wurde abfiltriert und die Lösung mit Salzsäure angesäuert. Durch Kristallisation und Extraktion mit Äther wurden 20,95 g eines Gemisches organischer Säuren erhalten, welches zu 75 % aus Benzoesäure und zu 25 % aus Phthalsäure bestand. Beispiel 9 In einem Rollautoklav von 0,2 1 Fassungsvermögen wurde ein Gemisch aus 42,3 g Calciumbenzoa,t und 2 g Cadmiumfluorid 4 Stunden auf 400° C erhitzt. Zu Beginn des Versuchs wurden 50 at Kohlendioxyd aufgedrückt. Der Enddruck bei 400° C betrug 160 at. Das 31,1 g wiegende Reaktionsprodukt wurde mit einer Lösung von 35 g Kaliumcarbonat in 500 ccm Wasser aufgekocht. Das entstandene Calciumcarbonat wurde abfiltriert und die Lösung in der Hitze mit Salzsäure angesäuert. Dabei kristallisierten 3,15 g Tereplithalsäure aus, die in der Hitze abfiltriert wurden. Aus der abgekühlten Mutterlauge wurden durch Kristallisation und Extraktion mit Äther 21,1 g eines Gemisches organischer Säuren erhalten, welches 1.3,7 g Be.nzoesäure und 6,4 g Ortho- und Isophthalsäure enthielt. Das Verhältnis zwischen Ortho- und Isophthalsäure war, wie durch Infra.rotspektroskopie festgestellt wurde, etwa 1 :3. Die Gesamtausbeute an Dicarbonsäuren betrug demgemäß 9,55 g. Beispiel 10 Ein Gemisch aus 37,9 g Bariumbenzoat und 2,0 g Cadmiumfluorid wurde bei Normaldruck im Kohlendioxydstrom 3 Stunden auf 340° C erhitzt. Das 31,85 g wiegende Reaktionsprodukt wurde mit einer Lösung von 35 g Kaliumcarbonat in 500 ccm Wasser aufgekocht. Das entstandene Bariumcarbonat wurde abfiltriert und die Lösung mit Salzsäure angesäuert. Durch Kristallisation und Extraktion mit Äther wurden 8,62 g Be.nzoesäure und 5,93 g Phthalsäure isoliert. Die Phthalsäure war, wie durch Infrarotanalyse festgestellt wurde, frei von Isophthalsäure.Example 4 In an autoclave with a capacity of 0.21, 37.9 g of barium benzoate, mixed with 2 g of mercury (11) chloride, and 190 g of carbon dioxide were heated to 330 ° C. for 10 hours. A pressure of about 2000 at was established. The reaction product was boiled with a solution of 20 g of potassium carbonate in about 400 cc of water. The barium carbonate formed was filtered off and hydrochloric acid was added to the hot solution until it became strongly acidic. Here, 0.6 g of terephthalic acid crystallized out, which was filtered off while hot. Then the solution was up. Cooled to room temperature and extracted after separation of the crystallized phthalic acid with ether. The total amount of phthalic acid obtained was 10.1 g. Example 5 8 g 11Iagnesiuinoxide, 45,2-benzoic anhydride and 4- of the double salt KZ Cd FZ Cl. were mixed in a ball mill. The mixture was heated together with 170 g of carbon dioxide in an autoclave with a capacity of 0.21 at 300 ° C. for 10 hours. This resulted in a pressure of about 2000 at. After cooling and releasing the pressure, the reaction product was boiled with a solution of 30 g of potassium carbonate in 500 ccm of water. The resulting basic magnesium carbonate was filtered off and the solution was acidified with hydrochloric acid while hot. Here, 0.65 g of terephthalic acid crystallized out. which were filtered off hot. By crystallization and extraction with ether in the manner described in Example 1, 5.3 g of phthalic acid were obtained from the solution. In addition, 16.9 g of ßenzoic acid was recovered. Example 6 37.9 g of barium benzoate and 2 g of cadmium fluoride were mixed in a ball mill and the mixture was heated at 350 ° C. for 5 hours in a roller autoclave of 0.21 capacity. At the beginning of the experiment, 50 atmospheres of carbon dioxide were injected. The final pressure at 350 ° C. was 160 atm. After cooling and releasing the pressure, the reaction product, which weighed 29.7 g, was boiled with a solution of 30 g of potassium carbonate in 400 cc of water. The barium carbonate formed and the catalyst were filtered off and the solution was acidified with hydrochloric acid while hot. This crystallized out 0.95 g of terephthalic acid, which was filtered off while hot. From the cooled mother liquor, 11.65 g of a mixture of organic acids with an acid number of 625 were obtained by crystallization and extraction with ether in the manner described in Example 1. 2.55 g of benzoic acid were separated from the mixture by extraction with chloroform. The remainder of 9.1 g consisted of a mixture of phthalic acid and isophthalic acid (in a ratio of 68.4 to 31.6%). Example ? 37.9 g of barium benzoate, 19.75 g of arium carbonate and 2.5 g of cadmium fluoride were mixed in a ball mill. The mixture was heated to 350 ° C. for 5 hours in a roller autoclave with a capacity of 0.2 l. At the beginning of the experiment, 50 atmospheres of carbon dioxide were injected, the final pressure at 350 ° C. was 160 atmospheres. The reaction product, which weighed 54.8 g, was boiled with a solution of 50 g of potassium carbonate in 500 cc of water. After filtering off the barium carbonate and the catalyst, the hot solution was acidified with hydrochloric acid and then filtered hot. 1.95 g of terephthalic acid were obtained. A total of 13.6 g of organic acids with an acid number of 628 were isolated from the cooled mother liquor by crystallization and extraction with ether. 2.96 g of benzoic acid were separated therefrom by extraction with chloroform. The residue of 10.64 g consisted of 62.5% phthalic acid and 37.5% isophthalic acid. Example 8 A mixture of 37.9 g of barium benzoate and 2 g of cadmium fluoride was heated to 320 ° C. for 5 hours in a roller autoclave with a capacity of 0.2 l. At the beginning of the experiment, 5 atmospheres of carbon dioxide were injected. The final pressure at 320 ° C. was 20 atm. The reaction product, which weighed 36.6 g, was boiled with a solution of 40 g of potassium carbonate in 500 cc of water. The barium carbonate formed was filtered off and the solution acidified with hydrochloric acid. By crystallization and extraction with ether, 20.95 g of a mixture of organic acids were obtained, which consisted of 75% benzoic acid and 25% phthalic acid. EXAMPLE 9 A mixture of 42.3 g of calcium benzo and 2 g of cadmium fluoride was heated to 400 ° C. for 4 hours in a roller autoclave with a capacity of 0.2 l. At the beginning of the experiment, 50 atmospheres of carbon dioxide were injected. The final pressure at 400 ° C. was 160 atm. The reaction product, which weighed 31.1 g, was boiled with a solution of 35 g of potassium carbonate in 500 cc of water. The calcium carbonate formed was filtered off and the solution was acidified with hydrochloric acid while hot. 3.15 g of terephthalic acid crystallized out and were filtered off while hot. From the cooled mother liquor, crystallization and extraction with ether gave 21.1 g of a mixture of organic acids which contained 1.3.7 g of benzoic acid and 6.4 g of ortho and isophthalic acid. The ratio between ortho and isophthalic acid, as determined by infrared spectroscopy, was about 1 : 3. The total yield of dicarboxylic acids was accordingly 9.55 g. Example 10 A mixture of 37.9 g of barium benzoate and 2.0 g of cadmium fluoride was heated to 340 ° C. at normal pressure in a stream of carbon dioxide for 3 hours. The reaction product, weighing 31.85 g, was boiled with a solution of 35 g of potassium carbonate in 500 cc of water. The barium carbonate formed was filtered off and the solution acidified with hydrochloric acid. By crystallization and extraction with ether, 8.62 g of benzoic acid and 5.93 g of phthalic acid were isolated. The phthalic acid was found to be free of isophthalic acid by infrared analysis.
Bei einer Wiederholung des beschriebenen Versuches unter Verlängerung der Reaktionszeit von 3 auf 6 Stunden wurden 6,32 g Benzoesäure und 7,48 g Phthalsäure erhalten.When repeating the described experiment with extension the reaction time from 3 to 6 hours were 6.32 g of benzoic acid and 7.48 g of phthalic acid obtain.
Beispiel 11 Ein Gemisch aus 38 g Strontiumbenzoat und 1,5 g Cadmiumfluorid wurde in einem Autoklav unter einem Kohlendioxyddruck von 10 at, welcher mit Hilfe eines Überdruckventils konstant gehalten wurde, 4 Stunden auf 350° C erhitzt. Das 32,45 g wiegende Reaktionsprodukt wurde in der oben beschriebenen Weise aufgearbeitet. Es wurden 9,72 g Phtha.lsäure und 6,43 g Benzoesäure isoliert. Beispiel 12 Ein Gemisch aus 400g Bariumbenzoat und 24g Cadmiumfluorid wurde in eine Wanne aus Stahlblech gefüllt. Die Wanne wurde in einen Autoklav von 7 1 Fassungsvermögen gestellt. Die Luft im Autoldav wurde durch mehrfaches Spülen mit Kohlendioxyd verdrängt. Anschließend wurden. 10 at Kohlendioxyd aufgedrückt. Der Autoklav wurde nunmehr 3 Stunden auf 370° C erhitzt, wobei der Druck konstant auf 10 at gehalten wurde. Das überschüssige Gas wurde durch einen Kühler, anschließend durch zwei Waschflaschen mit Tetralin und schließlich durch eine Kühlfalle geleitet, welche mit einer Kältemischung auf -55° C gekühlt wurde.Example 11 A mixture of 38 g of strontium benzoate and 1.5 g of cadmium fluoride was heated to 350 ° C. for 4 hours in an autoclave under a carbon dioxide pressure of 10 atm, which was kept constant with the aid of a pressure relief valve. The reaction product, weighing 32.45 g, was worked up in the manner described above. 9.72 g of phthalic acid and 6.43 g of benzoic acid were isolated. Example 12 A mixture of 400g and 24g Bariumbenzoat cadmium fluoride was filled in a pan made of sheet steel. The tub was placed in an autoclave with a capacity of 7 liters. The air in the Autoldav was displaced by multiple flushes with carbon dioxide. Subsequently were. 10 at carbon dioxide pressed on. The autoclave was then heated to 370 ° C. for 3 hours, the pressure being kept constant at 10 atm. The excess gas was passed through a cooler, then through two washing bottles with tetralin and finally through a cold trap, which was cooled to -55 ° C. with a cold mixture.
Anschließend an das Erhitzen wurden aus dem noch heißen Autoklav das Kohlendioxyd und die bei der Reaktion gebildeten Gase durch den Kühler, die Waschflaschen und die Kältefalle vorsichtig abgelassen, wobei mit Kohlendioxyd nachgespült wurde. Durch fraktionierte Destillation des Inhaltes der Waschflaschen und der Kühlfalle wurden 39 g reines Benzol erhalten.. Die festen Reaktionsprodukte wurden in der oben beschriebenen Weise aufgearbeitet. Es wurden hierbei 96,2 g Phthalsäure erhalten und 73,2 g Benzoesäure zurückgewonnen. Beispiel 13 In einem Autoklav wurde ein Gemisch von. 50 g Bariumisophthalat und 3 g Cadmiumfluorid bei einem konstanten Druck von 10 at Kohlendioxyd 4 Stunden auf 440° C erhitzt. Das rohe Reaktionsprodukt, welches 46,25 g wog, wurde in Wasser gelöst, von unlöslichen Bestandteilen abfiltriert und mit Salzsäure angesäuert. Die hierbei ausfallenden organischen Säuren wurden abfiltriert. Die Mutterlauge wurde mit Äther extrahiert. Der beim Verdampfen des Äthers erhaltene Rückstand wurde mit der zuerst ausgefällten Säure vereinigt. Durch Bestimmung der Säurezahl und durch In fra,rotanalyse wurde festgestellt, daß das auf diese Weise isolierte Säuregemisch aus 13,8 g Isophthalsäure, 3,9 g Hemimellithsäure sowie geringen Mengen Phthalsäure bestand. Beispiel 14 In einem Autoklav von 600 ccm Fassungsvermögen wurde ein Gemisch von 60 g Ba,riumphtha.lat und 3 g Cadmiumfluorid 15 Stunden auf 420° C erhitzt. Vor Beginn, des Erhitzens wurden. 350 g flüssiges Kohlendioxyd in den Autoklav eingefüllt, die bei der Reaktionstemperatur einen Druck von etwa 1200 a.t ergaben. Das Reaktionsprodukt wurde in der beschriebenen Weise aufgearbeitet. Durch Ansäuern mit Salzsäure und anschließende Extraktion mit Äther wurde ein Gemisch aromatischer Carbonsäuren, erhalten. Durch Bestimmung der Säurezahl und Infrarotanalyse wurde festgestellt, daß dieses Gemisch aus 21,8 g Phthalsäure und 6,75 g Hemimellithsäure bestand. Beispiel 15 In einem Autoklav von 600 ccm Fassungsvermögen wurde ein Gemisch von 38,7 g Bariumbenzoat und 9,5 g Zinkbenzoat 5 Stunden auf 380° C erhitzt. Bei einer Temperatur von 120° C wurden mit einem Kompressor 650 at Kohlendioxyd aufgedrückt, welche bei der Reaktionstemperatur einen Druck von etwa 1200 at ergaben. Das 35 g wiegende Reaktionsprodukt wurde in der beschriebenen Weise aufgearbeitet und ergab 2,75 g Terephthalsäure und 9,0 g Phthalsäure. 4 g der eingesetzten Benzoesäure wurden zurückgewonnen.Subsequent to the heating, the carbon dioxide and the gases formed during the reaction were carefully released from the still hot autoclave through the cooler, the washing bottles and the cold trap, flushing with carbon dioxide. By fractional distillation of the contents of the washing bottles and the cold trap, 39 g of pure benzene were obtained. The solid reaction products were worked up in the manner described above. 96.2 g of phthalic acid were obtained and 73.2 g of benzoic acid were recovered. Example 13 In an autoclave a mixture of. 50 g of barium isophthalate and 3 g of cadmium fluoride were heated to 440 ° C. for 4 hours at a constant pressure of 10 atmospheres of carbon dioxide. The crude reaction product, which weighed 46.25 g, was dissolved in water, insoluble matter filtered off and acidified with hydrochloric acid. The organic acids which precipitated out were filtered off. The mother liquor was extracted with ether. The residue obtained on evaporation of the ether was combined with the acid which was precipitated first. By determining the acid number and by infrared analysis, it was found that the acid mixture isolated in this way consisted of 13.8 g of isophthalic acid, 3.9 g of hemimellitic acid and small amounts of phthalic acid. Example 14 In an autoclave with a capacity of 600 ccm, a mixture of 60 g of Ba, riumphtha.lat and 3 g of cadmium fluoride was heated to 420 ° C. for 15 hours. Before starting, the heating was done. 350 g of liquid carbon dioxide were poured into the autoclave, which resulted in a pressure of about 1200 atm at the reaction temperature. The reaction product was worked up in the manner described. Acidification with hydrochloric acid and subsequent extraction with ether gave a mixture of aromatic carboxylic acids. By determining the acid number and infrared analysis, it was found that this mixture consisted of 21.8 g of phthalic acid and 6.75 g of hemimellitic acid. Example 15 In an autoclave with a capacity of 600 ccm, a mixture of 38.7 g of barium benzoate and 9.5 g of zinc benzoate was heated to 380 ° C. for 5 hours. At a temperature of 120 ° C., 650 atmospheres of carbon dioxide were injected with a compressor, which gave a pressure of about 1200 atmospheres at the reaction temperature. The reaction product, which weighed 35 g, was worked up in the manner described and gave 2.75 g of terephthalic acid and 9.0 g of phthalic acid. 4 g of the benzoic acid used were recovered.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEH27158A DE1028984B (en) | 1956-05-26 | 1956-05-26 | Process for the production of aromatic di- and polycarboxylic acids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEH27158A DE1028984B (en) | 1956-05-26 | 1956-05-26 | Process for the production of aromatic di- and polycarboxylic acids |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1028984B true DE1028984B (en) | 1958-04-30 |
Family
ID=7150503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEH27158A Pending DE1028984B (en) | 1956-05-26 | 1956-05-26 | Process for the production of aromatic di- and polycarboxylic acids |
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1028984B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1276627B (en) * | 1964-05-06 | 1968-09-05 | Director Of The Agency Of Ind | Process for the preparation of alkyl-substituted aromatic dicarboxylic acids |
-
1956
- 1956-05-26 DE DEH27158A patent/DE1028984B/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1276627B (en) * | 1964-05-06 | 1968-09-05 | Director Of The Agency Of Ind | Process for the preparation of alkyl-substituted aromatic dicarboxylic acids |
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