DE1212508B - Process for the catalytic oxidation of partially hydrogenated, polycyclic, aromatic and heterocyclic compounds - Google Patents
Process for the catalytic oxidation of partially hydrogenated, polycyclic, aromatic and heterocyclic compoundsInfo
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Description
Verfahren zur katalytischen Oxydation von teilweise hydrierten, polycyclischen, aromatischen und heterocyclischen Verbindungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen Oxydation von teilweise hydrierten, polycyclischen, aromatischen und heterocyclischen Verbindungen mit einem freien Sauerstoff enthaltenden Gas in flüssiger Phase in Gegenwart eines Lösungsmittels. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxydation mit einer Verbindung der allgemeinen Formel in der R1, R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder der Methylrest sind und R2 und R3 zusammen mit den Kohlenstoffatomen, an die sie gebunden sind, einen sechsgliedrigen aromatischen Ring bilden können. und in der X gleich - CH2, C = O oder - 0 - ist, mit der Auflage, daß X immer CH2 bedeutet, wenn R1 oder R2 für den Methylrest steht oder wenn R2 und R3 zusammen mit den Kohlenstoffatomen, an die sie gebunden sind, einen sechsgliedrigen aromatischen Ring bilden, in einem die Bildung von Carbanionen begünstigenden Lösungsmittel in Gegenwart von Benzyltrimethylammoniumhydroxyd oder -methoxyd als Katalysator und mit einem von sauren Verunreinigungen freien, Sauerstoff enthaltenden Gas durchführt.Process for the catalytic oxidation of partially hydrogenated, polycyclic, aromatic and heterocyclic compounds The invention relates to a process for the catalytic oxidation of partially hydrogenated, polycyclic, aromatic and heterocyclic compounds with a free oxygen-containing gas in the liquid phase in the presence of a solvent. The process is characterized in that the oxidation is carried out with a compound of the general formula in which R1, R2 and R3 are a hydrogen atom or the methyl radical and R2 and R3 together with the carbon atoms to which they are bonded can form a six-membered aromatic ring. and in which X is - CH2, C = O or - 0 -, with the proviso that X always signifies CH2 when R1 or R2 stands for the methyl radical or when R2 and R3 together with the carbon atoms to which they are bonded , form a six-membered aromatic ring, in a solvent that promotes the formation of carbanions in the presence of benzyltrimethylammonium hydroxide or methoxide as a catalyst and with an oxygen-containing gas free of acidic impurities.
Es ist bereits ein Verfahren zur Oxydation eines Kohlenwasserstoffes mit wenigstens einer aliphatischen Brücke oder Kette im Molekül, die 2 Kohlenstoffatome eines oder mehrerer aromatischer Kerne miteinander verbindet, bekannt, bei welchem die Oxydation mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas in flüssiger Phase in Anwesenheit von als Katalysator wirkenden Kationen von Metallsalzen und in Gegenwart einer einbasischen organischen Säure als Lösungsmittel bei 100 bis 200"C durchgeführt wird. Ferner ist bereits ein Verfahren zur Oxydation von Kohlenwasserstoffen mit einer zwischen zwei Benzolringen liegenden Methylengruppe bekannt, bei welchem die Oxydation in einer Karbonsäurelösung in Gegenwart von Brom und eines Metalls durchgeführt wird. It is already a process for the oxidation of a hydrocarbon with at least one aliphatic bridge or chain in the molecule, the 2 carbon atoms one or more aromatic nuclei connects together, known in which the oxidation with an oxygen-containing gas in the liquid phase in the presence of cations of metal salts acting as a catalyst and in the presence of a monobasic organic acid is carried out as a solvent at 100 to 200 "C. Furthermore is already a process for the oxidation of hydrocarbons with an intermediate two benzene rings lying methylene group known, in which the oxidation in a carboxylic acid solution in the presence of bromine and a metal.
Das Verfahren des Erfindungsgegenstandes zeichnet sich gegenüber den bekannten Verfahren durch geringere Empfindlichkeit gegen Oxydationshemmstoffe und höhere Selektivität aus und führt darüber hinaus zu wertvollerer Oxydationsproduktion. Bei Oxydation von 9,10-Dihydroanthracen unter Verwendung von Kationen als Katalysator erhält man lediglich Anthron, während man mit dem Verfahren nach der Erfindung zu Anthrachinon kommt, das ein wertvoller chemischer Grundstoff ist. Die Ausgangsprodukte eines unter Verwendung von Metallkatalysatoren durchgeführten Oxydationsverfahrens müssen von Hemmstoffen, insbesondere Phenolen, gereinigt werden, während beim Verfahren des Erfindungsgegenstandes keine Empfindlichkeit gegenüber den bekannten Hemmstoffen festgestellt wurde, d.- h., man kann verunreinigte Ausgangsprodukte, die beispielsweise Phenolverbindungen enthalten, unmittelbar ohne vorherige Reinigung einsetzen. Beim Verfahren nach der Erfindung wird weiterhin keine der an einen aromatischen Kern gebundenen Methylgruppen, sondern ein einziger Methylensubstituent zwischen zwei aromatischen Kernen oxydiert. Bei Oxydation eines bei Destillation einer hydrierten Steinkohlenteerfraktion anfallenden Mischung aus 9,10-Dihydroanthracen, 9,10-Dihydrophenanthren, 1,2,3,4-Tetrahydroanthracen und alkylsubstituiertes - Acenaphthen wird beispielsweise lediglich das 9,10-Dihydroanthracen oxydiert, während bei den bekannten Verfahren ein komplexes Gemisch von Oxydatiönsprodukten anfallen würde. The method of the subject matter of the invention is distinguished from one another the known processes due to their lower sensitivity to oxidation inhibitors and higher selectivity and also leads to more valuable oxidation production. When oxidizing 9,10-dihydroanthracene using cations as a catalyst you get only anthrone while using the method according to the invention too Anthraquinone comes, which is a valuable chemical raw material. The starting products an oxidation process carried out using metal catalysts must be cleaned of inhibitors, especially phenols, while in the process of the subject matter of the invention is not sensitive to the known inhibitors was found, i.e., one can contaminate starting materials, for example Contain phenolic compounds, use immediately without prior cleaning. At the Furthermore, the method according to the invention does not involve an aromatic nucleus bonded methyl groups, but a single methylene substituent between two aromatic nuclei oxidized. In the case of oxidation, in the case of distillation, a hydrogenated one Coal tar fraction resulting mixture of 9,10-dihydroanthracene, 9,10-dihydrophenanthrene, For example, 1,2,3,4-tetrahydroanthracene and alkyl-substituted acenaphthene are used only the 9,10-dihydroanthracene is oxidized, while in the known processes a complex mixture of oxidation products would arise.
Mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung lassen sich beispielsweise 9,10-Dihydroanthracen zu Anthrachinon, Anthron zu Anthrachinon, l-Methyl-9,10-dihydroanthracen zu l-Methylanthrachinon, 2-Methyl- 9,10-dihydroanthracen zu 2-Methylanthrachinon, Xanthen zu Xanthon und 5,12-Dihydrotetracen zu 5, 12-Tetracenchinon oxydieren. With the aid of the method according to the invention, for example 9,10-dihydroanthracene to anthraquinone, anthrone to anthraquinone, l-methyl-9,10-dihydroanthracene to l-methylanthraquinone, 2-methyl- 9,10-dihydroanthracene to 2-methylanthraquinone, Oxidize xanthene to xanthone and 5,12-dihydrotetracene to 5,12-tetracenchinone.
Das Verfahren nach der Erfindung wird nun an Hand der Oxydation von 9,10-Dihydroanthracen zu Anthrachinon näher erläutert. The method according to the invention is now based on the oxidation of 9,10-dihydroanthracene to anthraquinone explained in more detail.
Einer Lösung von 9,10-Dihydroanthracen (9,0 g; 50 Millimol) in 50 cm3 wasserfreiem Pyridin wurde eine Lösung von Benzyltrimethylammoniumhydroxyd als Katalysator (3 Millimol) in Pyridin (1,7 cm3) zugesetzt. Diese Lösung wurde auf etwa 50 bis 60"C erwärmt und unter Rühren Sauerstoff durch die Lösung geleitet (0,31 1/Min.). Die Reaktionswärme ließ man auf 70"C ansteigen. Die Temperatur von 70"C wurde während der ersten 30 Minuten durch Luftkühlung beibehalten. Nach etwa 10 Minuten begann Anthrachinon auszukristallisieren. Nachfolgend wurde Wärme zugeführt, damit eine Temperatur von 70"C während der gesamten Reaktionsdauer- von 2 Stunden aufrechterhalten wurde. - Dann wurde die Mischung auf 25"C abgekühlt.. Der Katalysator wurde mit Essigsäure neutralisiert, wodurch sich die Farbe der Lösung von Rot in Hellgelb änderte. Das Lösungsmittel wurde bei verringertem Druck abgedampft, der Rückstand mit Wasser gewaschen, im Filter aufgefangen und getrocknet. Das Reaktionsprodukt enthielt 71% Anthrachinon, 2701o Anthracen und - kein 9,10-Dihydroanthracen.. A solution of 9,10-dihydroanthracene (9.0 g; 50 millimoles) in 50 cm3 of anhydrous pyridine was used as a solution of benzyltrimethylammonium hydroxide Added catalyst (3 millimoles) in pyridine (1.7 cm3). This solution was based on Heated to about 50 to 60 ° C and oxygen passed through the solution with stirring (0.31 1 / min.). The heat of reaction was allowed to rise to 70.degree. C. The temperature of 70.degree was maintained by air cooling for the first 30 minutes. After about 10 Anthraquinone began to crystallize in minutes. Heat was then added, thus a temperature of 70 "C during the entire reaction time of 2 hours was maintained. - Then the mixture was cooled to 25 "C. The catalyst was neutralized with acetic acid, which turns the color of the solution from red in Changed light yellow. The solvent was evaporated under reduced pressure, the Washed residue with water, collected in the filter and dried. The reaction product contained 71% anthraquinone, 2701o anthracene and - no 9,10-dihydroanthracene ..
Bei geregelten Versuchsbedingungen wurde das angegebene Verfahren - wiederholt, mit dem Unterschied, daß lediglich die angegebene Veränderliche variiert wurde. Die nachstehend angegebenen Ergebnisse wurden erzielt. The specified procedure was used under regulated test conditions - repeated, with the difference that only the given variable varies became. The results shown below were obtained.
Die Oxydation von. 9,10-Dihydroanthracen zu Anthracbinon. kann in
einem weiten.-Temperaturbereich stattfinden. Die Ergebnisse werden tabellarisch
aufgeführt, und die optimale Temperatur lag zwischen etwa 50"C -und 709C.
Bei unterschiedlichen molekularen Verhältnissen von Katalysator zu
9,10-Dihydroanthracen ergaben sich die in der nachstehenden Tabelle zusammen gestellten
Ergebnisse.
Die Umwandlung in Anthrachinon fiel von 70 auf 45% ab, wenn die Konzentration des 9,10-Dihydroanthracens nacheinander von 1 auf 2 und dann von 2 auf 4 Mol je Liter Pyridin erhöht wurde. Diese Ergebnisse wurden wahrscheinlich durch die mangelhafte Dispersion des Sauerstoffs bei höheren Konzentrationen verursacht, bei denen das Anthrachinon, das aus der Lösung auskristallisiert, eine schwerflüssige Aufschwemmung bildet. The conversion to anthraquinone fell from 70 to 45% when the concentration of 9,10-dihydroanthracene successively from 1 to 2 and then from 2 to 4 mol each Liters of pyridine was increased. These results were likely due to the inadequate Dispersion of the oxygen caused at higher concentrations at which the Anthraquinone, which crystallizes out of the solution, a heavy suspension forms.
Der Sauerstoffstrom ist eine Veränderliche bei der Reaktion, die von der wirkungsvollen Dispersion des Gases während der Reaktion abhängig ist. Obwohl lediglich 2 Mol Sauerstoff erforderlich sind, damit 1 Mol Anthrachinon durch Umwandlung von 1 Mol 9,10-Dihydroanthracen gebildet wird, wird üblicherweise ein Überschuß an Sauerstoff oder Luft eingeleitet. Bei einer Reaktionsdauer von 2 Stunden werden Ausbeuten von annähernd 70O/o, die miteinander vergleichbar sind, erzielt, wenn 0,31 oder 1,13 1/Min. Sauerstoff zugeführt wurden, woraus hervorgeht, daß selbst bei der geringeren Zufuhr ein Überschuß an Sauerstoff vorhanden war. Eine Reaktionsdauer bei einem Sauerstoffstrom von 1,13 1/Min. The flow of oxygen is a variable in the reaction that depends on the effective dispersion of the gas during the reaction. Even though only 2 moles of oxygen are required to convert 1 mole of anthraquinone is formed by 1 mole of 9,10-dihydroanthracene, is usually an excess initiated in oxygen or air. With a reaction time of 2 hours Yields of approximately 70O / o, which are comparable with one another, achieved if 0.31 or 1.13 1 / min. Oxygen were supplied, from which it can be seen that even there was an excess of oxygen at the lower feed. A reaction time with an oxygen flow of 1.13 l / min.
SCFM und einer von 70°C von 1 bis 2 und 2 bis 3 Stunden war nicht entscheidend. Wenn es sich empfiehlt, kann die Oxydation wesentlich dadurch beschleunigt werden, daß sie bei einem erhöhten Druck des Sauerstoffes durchgeführt wird. War beispielsweise der ursprüngliche Druck des Sauerstoffes etwa eine ata, dann war die Reaktion nach etwa 20 Minuten bei 70"C abgeschlossen. Eine Analyse des Reaktionsproduktes ergab eine Umwandlung in Anthrachinon von 70ff/0 und eine Umwandlung in Anthracen von 180/o. Betrug der anfängliche Sauerstoffdruck in einem Autoklav etwa 5 ata, dann war die Reaktion nach etwa 7 Minuten bei einer Höchsttemperatur von 55°C abgeschlossen.SCFM and one of 70 ° C from 1 to 2 and 2 to 3 hours was not decisive. If it is advisable, the oxidation can be accelerated considerably be that it is carried out at an increased pressure of oxygen. Was for example the original pressure of oxygen was about one ata, then the reaction is completed after about 20 minutes at 70 ° C. An analysis of the reaction product gave a conversion to anthraquinone of 70ff / 0 and a conversion to anthracene from 180 / o. If the initial oxygen pressure in an autoclave was about 5 ata, then the reaction was complete in about 7 minutes at a maximum temperature of 55 ° C.
Eine Analyse des Reaktionsproduktes ergab in diesem Fall eine Umwandlung in Anthrachinon von 900/o und eine Umwandlung in Anthracen von 100/o.Analysis of the reaction product in this case revealed a conversion in anthraquinone of 900 / o and a conversion to anthracene of 100 / o.
Wird der Sauerstoff durch kohlendioxydfreie Luft bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,011 SCFM ersetzt, dann. fand eine Umwandlung in 3601o Anthrachinon statt. Ein Verstärken des Luftstromes auf 0,04 SCFM erhöhten den Prozentsatz der Umwandlung nur auf 390/o. Es war möglich, die Umwandlungsrate auf mehr als 39 °/0 zu erhöhen, wie noch beschrieben werden wird. Is the oxygen through carbon dioxide-free air at a flow rate replaced by 0.011 SCFM, then. a conversion into 3601o anthraquinone took place. Increasing the air flow to 0.04 SCFM increased the percentage of conversion only on 390 / o. It was possible to increase the conversion rate to more than 39%, as will be described later.
Andere Amine als Pyridin haben sich als wirksame Lösungsmittel für die Reaktionsteilnehmer bei der Oxydation von 9,10-Dihydroanthracen zu Anthrachinon erwiesen. Die verschiedenen Amine, die wirksame Lösungsmittel sind, die zu einer Umwandlung von 15 bis 81 0/o in Anthrachinon führten, können in folgende Gruppen eingeteilt werden: Amine Heterocyclisch: N-Pyridin; 2,3- oder 4-Piroline; Chinolin; N-Methylmorpholin, N-Morpholin; Piperidin. Amines other than pyridine have been found to be effective solvents for the reactants in the oxidation of 9,10-dihydroanthracene to anthraquinone proven. The various amines that are effective solvents lead to one Conversion of 15 to 81% in anthraquinone can result in the following groups are divided into: Amines Heterocyclic: N-pyridine; 2,3- or 4-piroline; Quinoline; N-methylmorpholine, N-morpholine; Piperidine.
Aromatische: Anilin; N,N-Dimethylanilin. Aromatic: aniline; N, N-dimethylaniline.
Cycloalkylische: Cyclohexylamin. Cycloalkylic: cyclohexylamine.
Alkylische: n-Hexylamin. Alkylics: n-hexylamine.
Mehrbasische: N,N-Dimethylaminopropylamin, Diäthylentriamin. Polybasic: N, N-dimethylaminopropylamine, diethylenetriamine.
Andere die Bildung von Carbanionen fördernde Lösungsmittel, die zwar weniger wirkungsvoll als die Pyridine sind, aber für die Autoxydation geeignet sind, sind Nitrobenzol, Benzonitril, Acetonitril, N,N-Dimethylformamid und Tetrahydrofuran. Other solvents that promote the formation of carbanions, though are less effective than the pyridines, but are suitable for autoxidation, are nitrobenzene, benzonitrile, acetonitrile, N, N-dimethylformamide and tetrahydrofuran.
Wie bereits erwähnt, wurde kann die Reaktion in Anwesenheit von Wasser durchgeführt werden. Über raschenderweise ist ein erheblicher Wasseranteil dem erfindungsgemäßen Verfahren sogar zuträglich. As mentioned earlier, the reaction can take place in the presence of water be performed. Surprisingly, a significant proportion of water is the invention Procedure even beneficial.
Betrug das Volumen des für die Reaktion verwendeten Lösungsmittels 98 0/o wäßriges Pyridin, dann betrug die Umwandlung in Anthrachinon 670/o im Vergleich zu 71°/o in wasserfreiem Pyridin. Bei 95 und 900/o wäßrigem Pyridin waren die entsprechenden Ausbeuten 87 und 750/o. Die Anwendung von 95 Volumprozent wäßrigem Pyridin als Lösungsmittel und von kohlendioxydfreier Luft als Oxydationsmittel führt zur größten Ausbeute an Anthrachinon und zu einer Erhöhung der Umwandlung in Anthrachinon von 39 auf 740/o.Was the volume of the solvent used for the reaction 98% aqueous pyridine, then the conversion to anthraquinone was 670% in comparison 71% in anhydrous pyridine. At 95 and 900% aqueous pyridine were the corresponding Yields 87 and 750 / o. The use of 95 percent by volume aqueous pyridine as a solvent and the use of carbon dioxide-free air as an oxidizing agent leads to the greatest yield of anthraquinone and an increase in the conversion to anthraquinone from 39 740 / o.
Ein entscheidender Vorteil des Verfahrens der Erfindung ist die Eignung
der im Handel erhältlichen 40%igen methanolischen Lösung von Benzyltrimethylammoniumhydroxyd
(A) oder Benzyltrimethylammoniummethoxyd (B), wie aus der nachstehenden Tabelle
hervorgeht.
Bei der besten Prüfung wurden mehr als 980/0 des gebildeten Anthrachinons durch Filtrieren abgetrennt. In the best test, more than 980/0 of the anthraquinone was formed separated by filtration.
Es wurde auch die Wiederverwendbarkeit des Reaktionsmediums nach dem Abtrennen des kristallisierten Anthrachinons geprüft. Die erste Reaktion wurde in einer 95%igen Lösung aus wäßrigem Pyridin bei 70°C innerhalb von 2 Stunden durchgeführt. Dann wurde die Mischung auf 25°C abgekühlt und das Anthrachinon unter Verwendung einer Pyridinwäsche (300 cm3 je Mol 9,10-Dihydroanthracen) gesammelt. Das Reaktionsmedium einschließlich der Waschlösungen wurde erneut für die Oxydation von 50 Millimol 9,10-Dihydroanthracen benutzt. Zunächst schien sich nicht genügend Anthrachinon zu bilden, so daß zusätzlicher Katalysator verwendet wurde (in einem molekularen Verhältnis von 0,008) Das Eintreten der Oxydation zeigte sich durch den Temperaturanstieg. Nach 2 Stunden wurde der Kreislauf wiederholt. Bei der zweiten Wiederholung war eine stärkere Katalysatormenge (in einem molekularen Verhältnis von 0,06) erforderlich. Nach dem Entzug des dritten Anthrachinonkristallanteils wurde das Reaktionsmedium zurückgewonnen. Die folgenden Umwandlungen wurden erzielt: Oxydation in frischem Reaktionsmedium: 85% (97% rein), erste Wiederholung: 51% (92% rein); zweite Wiederholung: 96% (94% rein). Die durchschnittliche Umwandlungsrate betrug also 740/o. Es ist also möglich, das Reaktionsmedium wiederholt zu verwenden, aber bei jeder Wiederholung muß frischer Katalysator zugesetzt werden. Die erforderliche Katalysatormenge ist annähernd die gleiche wie die bei der ersten Reaktion. It was also the reusability of the reaction medium after the separation of the crystallized anthraquinone checked. The first reaction was carried out in a 95% solution of aqueous pyridine at 70 ° C. within 2 hours. Then the mixture was cooled to 25 ° C and the anthraquinone using a pyridine wash (300 cm3 per mole of 9,10-dihydroanthracene) collected. The reaction medium including the washing solutions was again for the oxidation of 50 millimoles 9,10-dihydroanthracene used. At first it seemed that there was not enough anthraquinone so that additional catalyst was used (in a molecular Ratio of 0.008) The occurrence of oxidation was shown by the rise in temperature. After 2 hours the cycle was repeated. The second iteration was a larger amount of catalyst (in a molecular ratio of 0.06) is required. After the third proportion of anthraquinone crystals had been withdrawn, the reaction medium became recovered. The following conversions were achieved: Oxidation in fresh Reaction medium: 85% (97% pure), first repetition: 51% (92% pure); second repetition: 96% (94% pure). The average rate of conversion was therefore 740 per cent. It is thus possible to use the reaction medium repeatedly, but with each repetition fresh catalyst must be added. The amount of catalyst required is almost the same as that of the first reaction.
Die Abwandlungen in den Betriebsbedingungen bei der Oxydation von
9,10-Dihydroanthracen werden in den nachstehenden Zusammenstellungen und der Erläuterung
der wichtigen Veränderlichen, deren Wirkungsbereich und den bevorzugten Werten zusammengefaßt.
Die Erfindung eignet sich für die Herstellung von Anthrachinon aus 9,10-Dihydroanthracen, welches ein Bestandteil des Holzteers ist, oder rohem 9,10-Dihydroanthracen, welches durch selektives Hydrieren einer anthracenhaltigen Holzteerfraktion erhalten wurde. Der Ausgangsstoff kann z. B. durch selektive Hydrierung einer Holzteerfraktion, die Anthracen neben Phenanthren und Carbazol enthält, nach dem Verfahren der USA.-Patentschrift 2 438 148 und vorzugsweise Anreicherung des 9,10-Dihydroanthracens erhalten werden. The invention is suitable for the production of anthraquinone from 9,10-dihydroanthracene, which is a component of wood tar, or raw 9,10-dihydroanthracene, obtained by selective hydrogenation of an anthracene-containing wood tar fraction became. The starting material can, for. B. by selective hydrogenation of a wood tar fraction, which contains anthracene in addition to phenanthrene and carbazole, according to the method of the USA patent 2,438,148 and preferably an enrichment of 9,10-dihydroanthracene.
Beispiel 1 In einem Reaktionsgefäß, das mit einem Kühler und einem Hohlstabrührer versehen war, wurde eine Pyridinlösung (1,7 ml) von Benzyltrimethylammoniumhydroxyd (3 Millimol) zu einer Lösung von 9,10-Dihydroanthracen (9,0 g; 50 Millimol) in wasserfreiem Pyridin (50 ml) gegeben. Das molekulare Verhältnis des Benzyltrimethylammoniumhydroxyds zu 9,10-Dihydroanthracen betrug 0,06. Sauerstoff wurde in einer Menge von etwa 1,131/Min. durch den Hohlstabrührer 2 Stunden lang eingeleitet, wobei die Reaktionstemperatur auf etwa 70"C gehalten wurde. Nach dem Abkühlen des Reaktionsgemisches auf Zimmertemperatur wurde etwa 1 ml Essigsäure zur Neutralisation des Katalysators zugesetzt. Das Lösungsmittel wurde bei etwa 25 Torr abgezogen und der Rückstand mit Wasser gewaschen und getrocknet. Example 1 In a reaction vessel equipped with a condenser and a A hollow rod stirrer was provided, a pyridine solution (1.7 ml) of benzyltrimethylammonium hydroxide was added (3 millimoles) to a solution of 9,10-dihydroanthracene (9.0 g; 50 millimoles) in anhydrous Given pyridine (50 ml). The molecular ratio of benzyltrimethylammonium hydroxide to 9,10-dihydroanthracene was 0.06. Oxygen was supplied at about 1.131 / min. initiated by the hollow rod stirrer for 2 hours, the reaction temperature at about 70 "C. After cooling the reaction mixture to room temperature about 1 ml of acetic acid was added to neutralize the catalyst. The solvent was stripped at about 25 torr and the residue washed with water and dried.
Letzterer bestand aus 700/o Anthrachinon, 18 0/o Anthracen und 120/o 9,10-Dihydroanthracen.The latter consisted of 700 per cent anthraquinone, 18 per cent anthracene and 120 per cent 9,10-dihydroanthracene.
Ersetzt man unter sonst gleichen Bedingungen wasserfreies Pyridin
durch andere Lösungsmittel, so erhält man die folgenden Ergebnisse:
Sauerstoff wurde unter Rühren in einer Menge von etwa 0,31 1/Min. etwa 2 Stunden lang in die Lösung bei annähernd 70"C eingeleitet. Die abgekühlte Mischung wurde mit etwa 1 cm3 verdünnter Salzsäure neutralisiert,- filtriert, die Kristalle mit Wasser gewaschen und getrocknet. Es wurden 8,83 g 98%ig reines Anthrachinon erhalten. Die Umwandlung beträgt 840/o.Oxygen was added with stirring in an amount of about 0.31 l / min. Introduced into the solution for about 2 hours at approximately 70 "C. The cooled Mixture was neutralized with about 1 cm3 of dilute hydrochloric acid, - filtered, the Crystals washed with water and dried. 8.83 g of 98% pure anthraquinone were obtained obtain. The conversion is 840 / o.
Beispiel 3 Anthron (3,96 g; 20 Millimol) wurde in wasserfreiem Pyridin (50 ml) bei 30"C aufgeschwemmt. Example 3 Anthrone (3.96 g; 20 millimoles) was dissolved in anhydrous pyridine (50 ml) floated at 30 "C.
Eine Lösung von (0,7 ml) Benzyltrimethylammoniumhydroxyd (1,2 Millimol) in Pyridin wurde zugesetzt und die Mischung auf 70"C erwärmt, so daß das Anthron gelöst wurde. Sauerstoff wurde unter Rühren in einer Menge von 0,21/Min. in die. Lösung eingeleitet. Nach 2 Stunden wurde die Reaktionsmischung abgekühlt, mit 0,5 ml Essigsäure versetzt, das Lösungsmittel bei verringertem Druck abgezogen, der Rückstand mit Wasser gewaschen und im Vakuum getrocknet. Das Reaktionsprodukt (4,055 g) enthielt 400/0 Anthrachinon. Die Umwandlung beträgt 300/o.A solution of (0.7 ml) benzyltrimethylammonium hydroxide (1.2 millimoles) in pyridine was added and heated the mixture to 70 "C so that the anthrone has been resolved. Oxygen was added with stirring at a rate of 0.21 / min. in the. Solution initiated. After 2 hours the reaction mixture was cooled to 0.5 ml of acetic acid are added, the solvent is stripped off under reduced pressure, the Washed residue with water and dried in vacuo. The reaction product (4.055 g) contained 400/0 anthraquinone. The conversion is 300 / o.
Beispiel 4 Eine Pyridinlösung (1,70 ml) -von Benzyltrimethylammoniumhydroxyd (3 Millimol) wurde einer Lösung von Xanthen (9,11 g; 50 Millimol) in wasserfreiem Pyridin (50 cm3) zugesetzt. Sauerstoff wurde (0,311/ Min.) bei 50"C 1 Stunde lang unter Rühren in die Lösung eingeleitet. Nach einer Stunde wurde die Mischung auf 25°C abgekühlt und 1 mol Salzsäure (1 Teil konzentrierte Säure auf 9 Teile Wasser) zugesetzt. Es wurde 4,675 g Xanthon (48 0/o Umwandlung), F. 173,5 bis 174,5°C erhalten. Das Lösungsmittelwurde aus dem Reaktionsmedium abgezogen und der Rückstand gewaschen und getrocknet (4,980 g; Schmelzpunkt 90 bis 150"C). Eine Rekristallisation aus Benzol ergab Xanthon (2,143 g; F. 169 bis 172° C). Example 4 A pyridine solution (1.70 ml) of benzyltrimethylammonium hydroxide (3 millimoles) was a solution of xanthene (9.11 g; 50 millimoles) in anhydrous Pyridine (50 cm3) added. Oxygen was released (0.311 / min.) At 50 "C for 1 hour introduced into the solution with stirring. After an hour the mixture was on Cooled to 25 ° C and add 1 mol of hydrochloric acid (1 part of concentrated acid to 9 parts of water) added. 4.675 g of xanthone (48% conversion), mp 173.5-174.5 ° C, were obtained. The solvent was withdrawn from the reaction medium and the Washed residue and dried (4.980 g; melting point 90 to 150 "C). Recrystallization from benzene gave xanthone (2.143 g; mp 169-172 ° C).
Rekristallisiert man den Rückstand aus n-Heptan, so erhält man 1,00 g weniger reines Xanthon, F. 156 bis 168" C. Die Gesamtumwandlung in Xanthon betrug 7801o. Die Selektivität der Reaktion betrug 930/0.If the residue is recrystallized from n-heptane, 1.00 is obtained g less pure xanthone, F. 156 to 168 "C. The total conversion to xanthone was 7801o. The selectivity of the reaction was 930/0.
Beispiel 5 Sauerstoff wurde 30 Minuten lang durch eine Lösung von 5,12-Dihydrotetracen (0,5 g; 2,2 Millimol) in wasserfreiem Pyridin (50 ml) geleitet, die etwa 1,6 Millimol Benzyltrimethylammoniumhydroxyd enthielt. Die Hälfte des Pyridins wurde abgedampft und die restliche Lösung in eine überschüssige Menge Wasser gegeben. Der feste Niederschlag (0,48 g) wurde nach dem Auffangen, Waschen und Trocknen aus Essigsäure rekristallisiert und ergab 0,22 g (39010 Umwandlung) 5,12-Tetracenchinon, F. 290 bis 293"C Der Rest des Stoffes bestand aus Tetracen. Example 5 Oxygen was passed through a solution of 5,12-dihydrotetracene (0.5 g; 2.2 millimoles) passed into anhydrous pyridine (50 ml), which contained about 1.6 millimoles of benzyltrimethylammonium hydroxide. Half of the pyridine was evaporated and the remaining solution poured into an excess amount of water. The solid precipitate (0.48 g) was collected after collection, washing and drying Acetic acid recrystallized to give 0.22 g (39010 conversion) 5,12-tetracenquinone, F. 290 to 293 "C The rest of the fabric was tetracene.
Beispiel 6 9,7 g 1-Methyl-9,10-dihydroanthracen (50 Millimol) wurde in 950/,igem wäßrigem Pyridin aufgelöst und auf 70"C erwärmt. Eine Lösung (1,6 ml) von Benzyltrimethylammoniumhydroxyd (3,56 Millimol) in Methanol wurde zugesetzt. Sauerstoff wurde unter lebhaftem Rühren in die Lösung mit einer Geschwindigkeit von 0,31 1/Min. eingeleitet. Nach 1,5 Stunden wurde die Reaktionsmischung auf Zimmertemperatur abgekühlt und 2 ml 4 obige wäßrige Salzsäure zugesetzt. Example 6 9.7 g of 1-methyl-9,10-dihydroanthracene (50 millimoles) was added dissolved in 950% aqueous pyridine and heated to 70 ° C. A solution (1.6 ml) Benzyltrimethylammonium hydroxide (3.56 millimoles) in methanol was added. Oxygen was added to the solution at one rate with vigorous stirring of 0.31 1 / min. initiated. After 1.5 hours the reaction mixture became room temperature cooled and 2 ml of the above aqueous hydrochloric acid were added.
Das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgezogen.The solvent was removed in vacuo.
Der Rückstand wurde gründlich mit Wasser gewaschen und im Vakuum getrocknet. Die Umwandlung in 1-Methylanthrachinon (bestimmt mit Hilfe von alkalischer Natriumhydrosulfitextraktion des Rückstandes und Oxydation des entstandenen Anthrahydrochinonsalzes zum Chinon) betrug 300/o.The residue was washed thoroughly with water and dried in vacuo. The conversion to 1-methylanthraquinone (determined with the help of alkaline sodium hydrosulfite extraction of the residue and oxidation of the resulting anthrahydroquinone salt to quinone) was 300 / o.
Das Erzeugnis schmolz bei 163 bis 167"C.The product melted at 163 to 167 "C.
Ersetzt man 1-Methyl-9,10-dihydroanthracen durch 2-Methyl-9,10-dihydroanthracen, so erhält man 2-Methylanthrachinon in 35 0/0iger Umwandlung. Das Erzeugnis, das durch alkalische Natriumhydrosulfitextraktion rückgewonnen wurde, schmolz bei 165 bis 169"C. If 1-methyl-9,10-dihydroanthracene is replaced by 2-methyl-9,10-dihydroanthracene, 2-methylanthraquinone is thus obtained in 35% conversion. The product that recovered by alkaline sodium hydrosulfite extraction, melted at 165 to 169 "C.
Claims (5)
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Citations (2)
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1963
- 1963-06-10 DE DEU9879A patent/DE1212508B/en active Pending
-
1965
- 1965-06-15 DE DEU11813A patent/DE1256208B/en active Pending
Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| DE1044059B (en) * | 1954-11-10 | 1958-11-20 | Inst Francais Du Petrol | Process for the preparation of bicyclic ketones |
| US2859247A (en) * | 1954-11-23 | 1958-11-04 | Inst Francais Du Petrole | Process for the preparation of bicyclic ketones |
| FR1095348A (en) * | 1954-11-26 | 1955-06-01 | Inst Francais Du Petrole | Process for manufacturing bicyclic ketones |
| GB834590A (en) * | 1956-12-07 | 1960-05-11 | Ici Ltd | Oxidation of hydrocarbons |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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