DE2451473C2 - Verfahren zur Herstellung von Formylpropylacetaten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von FormylpropylacetatenInfo
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Classifications
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Description
CHj=CH-CH2-O-CO-CH3 + HCO(CO)4
(CO)4CO-CHj-CHj-CH2-O-CO-CH3
HOC-CH2-CH3-CHj-O-CO-CH3 +
Co2(CO),
wobei der Cobaltkomplex in die organische Phase
übergeht, die zusammen mil ebenfalls zugesetztem Paraffin in die H^droformylierung zurückgeführt wird.
Bereitet man das Dicobaltoctacarbonyl auf herkömtnliche
Weise in einem organischen Lösungsmittel wie Benzol, so lassen sich Konzentrationen von 0,1 % in aller
Regel nicht überschreiten. Aus diesem Grunde sind auch Ausbeuten und Reaktionsgeschwindigkeit bei dem
eingangs beschriebenen bekannten Verfahren für eine wirtschaftliche Hydroformylierung von Allylacetat zu
gering.
Anders verhält es sich, wenn man den Cobalttetracarbonylwasserstoff
auf die angegebene Weise, bei der Allylacetat wie ein Extraktionsmittel wirkt, tatsächlich
aber mit dem Cobaltcarbony'wasscrsioff reagiert, in das
Dicobaltoctacarbonyl überführt Hierbei läßt iich der Katalysator in der organischen Phase bis zu etwa 3%
anreichern, so daß man bei der Hydroformylierung unschwer die technisch vorteilhaften Konzentrationen
von 0,1 bis 1 % Dicobaltoctacarbonyl in der Paraffinbase
aufrecht erhalten kann.
Abgesehen von der erfindungsgemäßen Maßnahmen kann man die Hydroformylierung in an sich bekannter
Weise ausführen, d.h. bei 80 bis 1600C unter einem Druck von 100 bis 400 at eines annähernd äquimolaren
Gemisches aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Das gleiche gilt für die Aufarbeitung der Verfahrensprodukte,
nachdem das Cobalt abgetrennt ist
Die Vorteile des Verfahrens — hohe Ausbeuten von etwa 85 bis 95%, kurze Reaktionszeiten und wesentlich
vereinfachte Aufarbeitung des anfallenden Reaktionsgemisches — sind allein schon bei diskontinuierlicher
Arbeitsweise erheblich, fallen jedoch besonders ins Gewicht weun man das Verfahren kontinuierlich
ausführt
Die kontinuierliche Arbeitsweise nämlich kommt dem Idealfall, bei dem lediglich die Einsatzstoffe zu- und die
Verfahrensprodukte abgeführt werden, alle Hilfsstoffe jedoch ohne nennenswert verbraucht zu werden im
System verbieiben, sehr nahe. Das Prinzip eines solchen vorteilheften Systems ist im Vorhergehenden beschrieben
und in dem beigefügten Verfahrensschema verdeutlicht
Man erhält das Gemisch der Verfahrensprodukte I in einer Reinheit von über 95% und in einer Ausbeute von
85 bis 95%. Die Isolierung der Isomeren kann in üblicher Weise durch fraktionierte Destillation erfolgen. Da man
die Verfahrensprodukte jedoch hauptsächlich zur Herstellung der technisch wichtigen Butandiole verwendet
ist es zweckmäßig, das Gemisch ohne weitere Vorbehandlung zu hydrieren und die erhaltenen Diole,
wichtige Komponenten in der Polyester- und Polyurethanchemie, voneinander zu trennen.
Ein Autoklav von 1,7 1 Inhalt wurde mit 0.12 kg
Allylacetat und 0.24 kg Hexan, das 0.3 Gow.-%
Dicobaltociacarbonvl enthielt, beschickt, wonach das
Gemisch 1.2 Suirulcn bei 140 C dem Druck von IHO bis
200 ;it eines iiquimohircn KohlenmonoMd-Wassersloff-Gemisches
ausgesetzt wurde.
ίο Nach beendeter Reaktion, Entspannung und Abkühlung
trennte sich das Reaktionsgemisch in die Paraffinphase, die noch etwa 71% des Cobaltkomplexes
enthielt, und das Verfahrensprodukt
Das Verfahrensprodukt wurde 15 Minuten auf iOO°C erhitzt wobei der darin enthaltene Katalysator zerstört wurde und als Cobaltacetat ausfiel.
Das Verfahrensprodukt wurde 15 Minuten auf iOO°C erhitzt wobei der darin enthaltene Katalysator zerstört wurde und als Cobaltacetat ausfiel.
87% des eingesetzten Allylacetates hatten sich zu einem Gemisch aus 53% 3-Formylpropylacetat je 20%
1- und 2-Formylpropylacetat 4% Hydroxybutylacetaten sowie deren Formiaten und 3% sonstigen,
höhersiedenden Verbindungen umgesetzt
Ein Autoklav von 1,71 Inhalt wurde mit 0,12 kg Allylacetat und 0,24 kg 2,4,4-TrimethyIpentan, das 04
Gew.-% Dicobaltoctacarbonyl enthielt beschickt, wonach das Gemisch 4,2 Stunden bei 12O0C dem Druck
von 180 bis 200 at eines äquimolaren Kohlenmonoxid-Wasserstoff-Gemisches
ausgesetzt wurde.
Nach beendeter Reaktion, Entspannung und Abkühlung trennte sich das Reaktionsgernisch in die
Paraffinphase, die noch etwa 72% des Cobaltkomplexes enthielt, und das Verfahrensprodukt
Das Verfahrensprodukt wurde 15 Minuten auf 1000C erhitzt, wobei der darin enthaltene Katalysator zerstört wurde und als Cobaltacetat ausfiel.
Das Verfahrensprodukt wurde 15 Minuten auf 1000C erhitzt, wobei der darin enthaltene Katalysator zerstört wurde und als Cobaltacetat ausfiel.
88% des eingesetzten allylacetates hatten sich zu einem Gemisch aus 63% 3-FormyI-, 13% 2-Formyl- und
16% 1-Formylpropylacetat sowie 5% Hydroxybutylacetaten
und deren Formiaten und 3% sonstigen, höhersiedenden Verbindungen umgesetzt.
Ein Druckreaktor von 0,881 Inhalt wurde bei 1400C
stündlich mit 0361 ( = 0,24 kg) Hexan, das 0,46%
Dicobaltoctacarbonyl gelöst enthielt sowie 0,131 ( = 0,166 kg) Allylacetat unter einem Kohlenmonoxid/
Wasserstoffdruck-Druck von 200 at beschickt. Nach einer mittleren Verweilzeit von 1,6 Stunden wurde
stündlich 0,45 kg Reaktionsgemisch abgezogen.
Das Reaktionsgemisch wurde entspannt und abgekühlt, wobei sich zwei Phasen bildeten. Etwa 70% der
noch 70% des Cobaltkomplexes enthaltenden Paraffinphase wurden kontinuierlich in die Hydroformylierung
zurückführt und die restlichen 30% wurden als
Verdünnungsmittel in die Katalysatorregenerierung geleitet
Das cobalthaltige Verfahrensprodukt wurde 15 Min. lang einer Temperatur von 100° C ausgesetzt wobei sich
Cobaltacetat abschied, das nach dem Auflösen in Wasser der Katalyse'.orregenerierung zugeführt wurde.
Die Katalysalorregenerierung fand in einem mit Aktivkohle gefüllten Druckreaktor von 0.1 I Inhalt statt,
der bei 120'Γ unier einem Kohlenoxid/'Wasserstoffes
Druck von 280 at gehalten wurde. Pro Stunde wurde der Reaktor mit 0.012 1 wäßriger C'oballacetatlösune. die
1% Co' ' f-i,;hiflt. beschickt, das hierbei in C'obülkiK-bonylwasserstoff
umgewandelt wurde. Die wafirigc
F'hase wurde anschließend mit 0.02 kg Allylacetat und
0.07 kg der oben genannten Paraffinphase unter Druck bei 400C in Berührung gebracht, wodurch wieder eine
Lösung von Dicobaltoxtacarbonyl in Hexan. Allylacetat
und etwas Formylpropylacetat entstand, die wieder in die llydroformylierungsstufe /urückgefiihrt wurde.
92% des eingesetzten Allvlacetates hatten sich zu einem Gemisch umgesetzt, dessen Zusammensetzung
nahezu der des Beispiels 1 glich.
Hierzu I Blatt Zeichnungen
Claims (2)
- Patentansprüche:1, Verfahren zur Hersteilung von Formylpropylacetaten der allgemeinen Formel IOHC—(n-CjHi)—O —CO—CH3 Iin der die Formylgruppe in 1-, 2- oder 3-SteIlung der n-Propylengruppierung stehen kann, durch Hydroformylierung von Allylacetat mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels und Dicobaltoctacarbonyl als Katalysator, dadurch gekennzeichnet, daß man als organisches Lösungsmittel Praffine oder Paraffingemische, die zwischen 40 und 120° C flüssig sind und in denen eine Konzentration von 0,05 bis 1,5 Gew.-% Dicobaltoctacarbonyl, bezogen auf das Paraffin, aufrecht erhalten wird, einsetzt
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als organisches Lösungsmittel eine organische Phase aus dem Paraffin bzw. einem Paraffingemisch, Allylacetat und Dicobaltoctacarbonyl einsetzt, die durch Behandlung einer wäßrigen, Cobaltsalze und Cobaluetracarbonylwasserstoff enthaltenden Lösung, die ihrerseits durch Behandlung einer wäßrigen Cobaltlösung mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff in bekannter Weise hergestellt worden ist, mit Paraffin bzw. Paraffingemisch und Allylacetat erhalten worden ist.Die vorliegende Erfindung b,irifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellunc von Formylpropylacetaten der allgemeinen Formel IOHC—(n-CjHi)—O —CO —CHjin der die Formylgruppe in 1 -, 2- oder 3-Stellung der n-Propylengruppierung stehen kann, durch Hydroformylierung von Allylacetat mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels und Dicobaltoctacarbonyl als Katalysator.Aus den Arbeiten von Adkins und Drsek (Journal of the American Chemical Society, Band 71, 1949, Seiten 3051 ff), ist es bekannt, die Verbindungen I durch Hydroformylierung von Allylacetat mittels Dicobaltoctacarbonyl bei erhöhter Temperatur und unter erhöhtem Druck in benzolischer Lösung herzustellen. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nicht für eine Übertragung in den technischen Maßstab, da hierfür sowohl die Ausbeuten von 70 bis 75% als auch die Reaktionsgeschwindigkeiten zu gering sind. Außerdem ist es nicht möglich, die entstehenden Reaktionsgemische wirtschaftlich aufzuarbeiten, weil sich das Benzol nur destillativ abtrennen laß:, das Cobaltcarbonyl jedoch quantitativ im Verfahrensprodukt verbleibt und nur unter Ausbeuteverlusten an I zu entfernen ist.Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Hydroformylierung von Allylacetat durch Verfahrensverbesserungen einer wirtschaftlichen Nutzung zugänglich zu machen.Es wurde nun gefunden, daß man Formylpropylacetate der allgemeinen Formel IOHC—(n-CjH,)— O — CO — CH, Iin der die Formyltfruppc in I-, 2- oder J-Stellung der n-Propyiengruppierung stehen kann, in hohen Ausbeuten und kurzen Reaktionszeiten durch Hydroformylierung von Allylacetat mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels und Dicobaltoctacarbonyl als Katalysator herstellen kann, wenn man als organisches Lösungsmittel Paraffine oder Pafffingemische die zwischen 40 und 120° C flüssig sind und in denen eine Konzentration von 0,05 bis 14 Gew.-% Dicobalroctacarbonyl, bezogen auf das ίο Paraffin, aufrecht erhalten wird, einsetzt.Es wurde weiterhin gefunden, daß dieses Verfahren besonders gut gelingt, wenn man das Dicobaltoctacarbonyl in der Weise im Hydroformylierungsgemisch anreichert, daß man eine wäßrige Cobaltsalzlösung in bekannter Weise mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff behandelt, den hierbei entstehenden Cobalttetracarbonylwasserstoff mit Allylacetat, Kohlenmonoxid und Wasserstoff in Gegenwart von Paraffin in das Dicobaltoctacarbonyl überführt, wobei letzteres in die organische Phase übergeht, und diese organische Phase nach ihrer Abtrennung von der wäßrigen Lösung als Lösungsmittel bei der Hydroformylierung einsetzt.Die Verwendung der Paraffine als Lösungsmittel bei der Hydroformylierung hat den Vorteil, daß die entstehenden Verfahrensprodukte I hierin nicht löslich sind, das Dicobaltoctacarbonyl sich jedoch zum überwiegenden Tjcil (etwa zu 70 bis 80%) hierin anreichertDie katalysatorhaltige Paraffinphase kann daher nach Abscheidung von der schwereren Phase der Verfahrensprodukte I wieder der Hydroformylierung zugeführt werden.Als Paraffine eignen sich sowohl die reinen Verbindungen als auch deren Gemische, die in dem angegebenen Bereich flüssig sind Gut bewährt haben sich z. B. lineare und verzweigte Paraffine mit 6 bis 10 C-Atomen wie Hexan, Heptan, Isooctan, Nonan und Decan sowie deren Gemische. Ihre Menge ist zweckmäßigerweise so zu wählen, daß bei der Hydroformylierung pro Kilogramm Allylacetat 0,5 bis 3 kg der Paraffine zugegen sind. Führt man das Verfahren kontinuierlich aus, so vergrößert sich die Menge wegen des Paraffin-Kreislaufs entsprechend den apparativen Gegebenheiten.Die Verfahrensprodukte I, die stets als Gemische von ungefähr 60% des 3-Formyl- und je zu 20% des 1- und 2-Formylisomeren anfallen (wegen der Beweglichkeit der C—C-Doppelbindung im Allylacetat erhält man auch die I-ForrrryIverbindung) werden nach ihrer so Abtrennung von den Paraffinen und vor ihrer weiteren Aufarbeitung zweckmäßigerweise 2 bis 20 Minuten auf 60 bis 120° C erhitzt, wobei das Dicobaltoctacarbonyl zerfällt und sich als Cobaltacetat abscheidet Das letztgenannte Phänomen beruht hierbei auf der teilweisen thermischen Zersetzung des 2-Formylpropylacetats zu Methacrolein und Essigsäure.Das Cobaltacetat wird abgetrennt und zweckmäßigerweise zur Bereitung einer etwa 2 bis 10%igen wäßrigen Lösung verwendet, die ihrerseits in an sich bekannter Weise, vorteilhaft in Gegenwart von Aktivkohle, bei 80 bis 1709C und 100 bis 400 ai mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff in eine wäßrige Lösung von Cobalttetracarbonylwasscrstoff überführt wird.M Gibt man zu dieser wäßrigen Lösung Allylacetat, so bildet sich hierbei in Gegenwart von Kohlenmonoxid und Wasserstoff Dicobaltoctacarbonyl nach der Gleichung
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| DE2451473A1 DE2451473A1 (de) | 1976-05-13 |
| DE2451473C2 true DE2451473C2 (de) | 1983-02-10 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE2451473A Expired DE2451473C2 (de) | 1974-10-30 | 1974-10-30 | Verfahren zur Herstellung von Formylpropylacetaten |
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-
1974
- 1974-10-30 DE DE2451473A patent/DE2451473C2/de not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
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