DE2050774A1 - Verfahren zur Herstellung von Olefinen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von OlefinenInfo
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Description
PA T^NTA M WALTE | 2050W4— TAL 33 TEL. 0811/22CSV, CABLES: Tri"&?ATENT TELEX: FOLGT |
Dipi.-chem. Dr. D. Tfoomsen Dipi.-mg. C-LTiGcHfcii© Dipl.-Chem. G. BÜfcÜiig Dipl.-Ing. R. ΚΪΩΩΘ |
FRANKFURT {?/.AlN) 50 FUCHSHOHL 71 TEL. 0611/5146« |
Dipi.-mg. W.Weinkauff |
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8000München2 15.10.1970
Ϊ 3869 - case H.22265/ 22729/22986
Imperial Chemical Industries Limited London, Großbritannien
Verfahren zur Herstellung von Olefinen
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von
Olefinen.
Gemäss der Erfindung werden 1,6-und/oder 1,7-Octadiene
aadurch hergestellt, dass man ein oder mehrere acyclische konjugierte
Diolefine mit metallischem Platin, Palladium, Rhodium, Ruthenium oder Osmium oder mit einer Verbindung aus einem oder
mehreren dieser Metalle in einem polaren Lösungsmittel in Gegenwart eines reduzierenden Mittels in Berührung bringt.
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205077A
Das acyclische, konjugierte Diolefin enthält die Struktur:
I I I I
-C = C-C = C-
worin die restlichen Valenzen durch organische oder anorganische
Gruppen oder durch Wasserstoff abgesättigt sein können. Vorzugsweise
sind die restlichen Valenzen durch Alkylgruppen, insbesondere niedere Alkylgruppen mit bis zu vier Kohlenstoff-Atomen,
oder durch Wasserstoff substituiert. Die am geeignetsten acyclischen, konjugierten Diolefine zur Verwendung bei dem Verfahren
der Erfindung sind diejenigen, in denen die restlichen Valenzen durch Methylgruppen und/oder durch Wasserstoff abgesättigt sind.
Buladien und Isopren sind besonders bevorzugt. Halogen-Atome,
wie Chlor, sind Beispiele für geeignete anorganische Substituenten in dem acyclischen, konjugierten Diolefin. Gewünschtenfalls
können zwei oder mehr Diolefine in Vermischung verwendet werden.
Die Produkte des Verfahrens sind im wesentlichen acyclische
Dimere der acyclischen konjugierten Diolefine und enthalten eine Octadien-Kette, in der eine Unsättigung in der 1,6-
oder 1,7-Stellung vorhanden ist. So führen Platin oder eine Platinverbindung
zur Herstellung der beiden 1,6- und 1,7-Isomeren, wogegen Palladium oder eine Palladiumverbindung zur Herstellung
eines Produktes führt, welches im wesentlichen das 1,6-Isomere
ohne irgendwelche Anteile des 1,7-Isomeren enthält. Wenn das Verfahren jedoch in Gegenwart einer Palladium-Verbindung und eines
Phosphine, wie Triphenylphosphin, ausgeführt wird, wird die Art
des Produktes zu einem Gemisch aus sowohl 1,6- als auch 1,7-
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Isomeren verändert.
Die Reaktion kann heterogen unter Verwendung des Metalls oder einer Metallverbindung ausgeführt werden. In der
heterogenen Reaktion kann das Metall oder die Metallverbindung auf einem inerten Träger, wie Siliziumdioxyd, Aluminiumoxyd,
Holzkohle oder Bimsstein, aufgetragen sein. Vorzugsweise wird die Reaktion jedoch homogen in flüssiger Phase ausgeführt. Geeignete
Edelmetall-Verbindungen, welche sowohl bei der homogenen als auch bei der heterogenen Reaktion verwendet werden können,
sind Metallhalogenide, insbesondere die Chloride, z.B. Platin-II-chlorid,
Rhodiumtrichlorid und Palladium-II-chlorid; Metallcarboxylate,
insbesondere Metallalkanoate mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen, wie Platin-II-acetat und Palladium-II-acetat, sowie
Komplexe der Metalle wie Platin- oder Palladiumacetylacetonat, Bis-benzonitrilpalladium(II) und Lithiumpalladium-II-chlorid.
Die Konzentration des Metalls oder der Metallverbindung ist vorzugsweise katalytisch, z.B. im Bereich von 10" bis 10~ -molar,
vorzugsweise 10 bis 10 -molar.
Zu polaren Lösungsmitteln, welche bei dem Verfahren gemäss der Erfindung verwendet werden können, gehören Nitrile,
wie Benzonitril und Acetonitril, Dialkylsulphoxyde, wie Dimethyl-
sulphoxyd ., Sulphone, wie Sulpholan, Ester, wie Benzylacetat und
Dinonylphthalat, Äther, wie die niederen Alkyläther von Mono-
oder Diäthylenglycol, Amide, wie Acetamid und Benzamid, monosubstituierte
Amide, wie N-Methylacetamid und di-substituierte
Amide, wie Dimethylacetamid und insbesondere Dimethylformamid.
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D as reduzierende Mittel ist vorzugsweise ein flüssiges reduzierendes
Mittel,.welches mit dem polaren Lösungsmittel nischbar
ist. Beispiele für solche Mittel sind Hydrazin und Formaldehyd und Lösungen mit einem Gehalt an Alkohol, insbesondere einen
niederen Alkanol, wie Isopropanol. Ein bevorzugtes reduzierendes Mittel ist Ameisensäure. Die Konzentration des reduzierenden
Mittels liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 10-molar. Es
kann auch ein gasförmiges reduzierendes Mittel, wie Wasserstoff, verwendet werden.
Das Verfahren kann bei einer Temperatur im Bereich von 20° bis 2000C ausgeführt werden. Beim Arbeiten bei höheren
Temperaturen kann die Reaktion in einem versiegelten System unter autogenem Druck der Reaktionskomponenten stattfinden.
Wenn das Verfahren in einem Stahlreaktionsgefäss ausgeführt wird, dann ist es vorteilhaft, ein Kupfersalz, z.B.
Kupfersulfat, oder ein Kupferhalogenid, wie Kupferchlorid oder
ein Kupferalkanoat, wie Kupferacetat oder ein Phosphin, wie
Trialkyl-, ein gemischtes Alkylaryl- oder ein Triarylphosphin, z.B. Triphenylphosphin, in dem Reaktionsmedium zur Verbesserung
der Aktivität des Katalysators und zur Verlängerung der Nutzungsdauer des Katalysators vorzusehen.
Das Verfahrensprodukt ist entweder ein 1,6- oder 1,7-Octadien oder ein Gemisch aus diesen beiden. Die endständige
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-s-
Unsüttigung in dem 1 : 7-Diolefin macht dieses insbesondere
wertvoll als chemisches Zwischenprodukt, während das 1 : 6-Isomere
Verwendung als Termonomeres mit Äthylen und Propylen in Äthylen-Propylen-Kautschuken findet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.
12 g Ameisensäure (0,26 Mol),20 ml Dimethylformamid,
39 mg Platinacetylacetonat (0,0001 Mol), und 50 ml 1,3-Butadien
(0,63 Mol) wurden in einem Autoklaven bei 1000C während drei
Stunden erhitzt. Das Reaktionsprodukt wurde gekühlt, mit Wasser
verdünnt und die organische Phase abgetrennt und bei 45 C/60 mm
destilliert. Die Ausbeute betrug 11,5 g Octadien, bestehend etwa aus gleichen Mengen von 1,6- und 1,7-Isomeren. "
12 g Ameisensäure, 20 ml Dimethylformamid, 27 mg Platin-II-chlorid (10"^ Mol), 8 mg Lithiumchlorid (2 χ 10"SlOl)
und 6 0 ml Butadien wurden in einem Autoklaven bei 100°C während 3 Stunden erhitzt. Bei Abtrennung des Produktes ergaben sich
4,5 g Kohlenwasserstoff, von welchem 80% 1,7-Octadien waren
(Rest: etwa jeweils 10% von 1,6-Octadien und Vinylcyclohexen).
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48 g Ameisensäure (1,044 Mol), 80 ml Dimethylformamid,
0,12 g Palladium-II-acetylacetonat (0,00038 Mol) und 190 ml
Butadien (2,4 Mol) wurden in einem Autoklaven bei 100 C wahrend
3 Stunden erhitzt. Das Reaktionsprodukt wurde gekühlt, mit
Wasser verdünnt und die organische Phase bei 60 C/9 5 mm destilliert Die Ausbeute betrug 12,5 g eines Produktes, bestehend aus 9 4% 1,6-Octadien
und 6% Vinylcyclohexen.
Durch Titration wurde ermittelt, dass die Umsetzung · von Ameisensäure 22% und die Ausbeute an 1,6-Octadien, bezogen
auf umgesetzte Ameisensäure, 48% betrug.
Beispiel 3 wurde wiederholt, wobei das Palladium-II-acetylacetonat
durch Palladium-II-chlorid (0,0004 Mol) und
Lithiumchlorid (0,0008 Mol) ersetzt wurde und der Katalysator in situ gebildetes Lithiumpalladium-II-Chlorid war. Die Ausbeute
betrug 7,0 g 1,6-Octadien und 1 g Vinylcyclohexen.
12 g Ameisensäure (0,26 Mol), 20 ml Dimethylformamid,
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205Ό77Α
20 mg.Palladium-II-acetat (0,00009 Mol) und Hl % Isopren
(0,60 Mol) wurden bei HO0C 18 Stunden lang gehalten. Das
Produkt wurde gekühlt, mit Wasser verdünnt und die Kohlenwasserstoff schicht destilliert. Durch kernmagnetische Resonanz- und
Gas-Flüssig-Chromatographie-Techniken wurde ermitfelt, dass die
erhaltenen 0,8 g einer bei 58°C bei 20 nun siedenden Fraktion
3,7-Dimethyloctadien-l,6 waren.
12 g Ameisensäure (0,26 Mol), 20 ml Dimethylformamid,
19 mg Palladiumll-acetat CO,00O085 Mol), 25 ml Butadien (0,32 Mol)
und 20 g Isopren (0,29 Mol) wurden 22 Stunden lang in einem Autoklaven bei HO0C gehalten. Nach Zugabe von Wasser mit anschliessender
Destillation der organischen Schicht bei 80 C/120 mm
wurden 2,8 g eines Gemisches aus 2 Teilen Octadien-1,6 und ein
Teil 3-Methyloctadien-l,6 erzeugt.
•20 ml Dimethylformamid, enthaltend 21 mg Rutheniumtrichlorid
(0,00008 Mol), und 60 ml Butadien (0,75 Mol) wurden in einem Autoklaven 3 Stunden bei 1000C unter einem Wasserstoffdruck
von 10 Atmosphären geschüttelt. Das Reaktionsprodukt wurde mit Wasser verdünnt und die organische Phase destilliert, wobei
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sich eine bei 45 C/20 mm siedende Fraktion ergab, welche, wie
durch Gas-Flüssig-Chromatographie gezeigt wurde, Octadien-l,b
enthielt.
Eine Lösung von 1,0 g Kaliumhydroxyd in 3 0 ml
Methanol, enthaltend 0,056 g Platinll-acetylacetonat (0,00014 Mol),
wurden in einem Autoklaven während 3 Stunden bei 1000C mit 50 ml
Butadien geschüttelt. Nach Verdünnung des Reaktionsproduktes mit Wasser wurde die organische Schicht bei 65°C/1OO mm destilliert,
wobei sich eine Fraktion ergab, welche, wie durch Gas-Flüssig-Chromatographie gezeigt wurde, Octadien-l,6 und Octadien-1,7
enthielt.
Eine Lösung, bestehend aus 10 ml Ameisensäure, 50 ml Butadien, 20 ml Sulpholan und 0,0383 g Palladiunll-acfctylacetonat
(0,12 m Mol) wurde in einem Autoklaven während 3 Stunden bei 100°C geschüttelt. Das Reaktionsprodukt wurde mit Wasser verdünnt
und die organische Phase destilliert, wobei sich 1,5 <-,
Octadien-l,6 ergaben.
BEISPIEL'lO
Ein Gemisch aus 12 g Ameisensäure (0,25 Hol), 20 ml
Ein Gemisch aus 12 g Ameisensäure (0,25 Hol), 20 ml
109818/??/, 7
Dimethylformamid, 22 mg Palladiumll-acetat (0,0001 Mol), 0,36 g
Kupferll-acetat und 25 g Butadien wurde bei 55°C während 20
Stunden in einem Autoklaven aus rostfreiem Stahl gehalten. Mach Abkühlung und Zugabe von Wasser wurde die organische Phase bei
65°C/115 mm destilliert, wobei sich 9,7 g Octadien-1,6 ergaben.
Ohne das Kupferll-acetat wurden nur 2 g Octadien-1,6
erhalten.
Ein Gemisch von 12 g Ameisensäure (0,26 Hol), 20 ml Dimethylformamid, 66 mg Palladiumll-acetat-Bis (triphenylphosphin)-Komplex
(0,000088 Mol) und 30 g Butadien wurde in einem Autoklaven bei 1000C während 4 Stunden erhitzt. Die Zugabe
von Wasser mit anschliessender Destillation ergab eine Ausbeute von 12,0 g eines Gemisches von Octadien-1,6 und Octadien-1,7 in
einem Verhältnis von 2:1. Ohne das Triphenylphosphin wurden nur 2,0 g des Octadien-1,6 erhalten.
Ein Gemisch von 12 g Ameisensäure (0,26 MoI), 20 ml Dimethylformamid, 0,21 g Palladiumll-acetat (0,000092 Mol) und
50 rnl Butadien (0,63 Mol) wurde in einem Autoklaven bei 400C
während 2 2 Stunden geschüttelt. Das Gemisch wurde dann mit
- ίο -
Wasser verdünnt und die organische Phase bei GO C/3 5 mm destilliert. Die Ausbeute betrug 19,8 g Octadien-1,6, und
die Umsetzung von Ameisensäure betrug 78,5%. Die Ausbeute an Octadien, bezogen auf umgesetzte Ameisensäure, betrug 8 3%, und
es wurde Octadien in einem Verhältnis von 19 50 Mol je Mol
. Palladium erzeugt.
Ein Gemisch von 12 g Ameisensäure, 20 ml Dimethylsulphoxyd,
0,35 g Palladiumll-acetylacetonat (0,00012 Mol) und 50 ml Butadien wurde in einem Autoklaven bei 100 C während einer
Stunde geschüttelt. Das Gemisch wurde anschlossend mit Wasser
verdünnt, und die organische Phase schliesslich bei 6 8°C/1OO mm destilliert. Die Ausbeute betrug 12,H g, bestehend aus 60%
Octadien-1,6 und 38% Vinylcyclohexen.
Ein Gemisch von 12 g Ameisensäure (0,26 Mol), 20 ml Dimethylformamid, 22 mg PalladiumII-aCetat (0,0001 Mol), 0,93 g
Kupfersulfat und 30 g Butadien wurde bei 50°C während 20 Stunden in einem Autoklaven aus rostfreiem Stahl gehalten. Nach Kühlung
und Zugabe von Wasser wurde die organische Phase bei 65 C/115 mm
destilliert, wobei sich 15,2 g Octadien-1,6 ergaben.
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Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von 1,6- und/oder 1,V-Octadienen, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere acyclische,
konjugierte Diolefine mit metallischem Platin, Palladium, Rhodium, Ruthenium oder Osmium oder mit einer Verbindung aus
einem oder mehreren dieser Metalle in einem polaren Lösungsmittel in Gegenwart eines reduzierenden Mittels in Berührung gebracht
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als acyclisches, konjugiertes Diolefin ein solches cin-
1 I I l
setzt, welches die Struktur -C=C-C=C- enthält, worin die restlichen Valenzen durch Wasserstoff abgesättigt sind, z.3.
Butadien, und/oder durch Alkylgruppen, insbesondere niedere Alkylgruppen mit bis zu M Kohlenstoffatomen, z.B. Isopren.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung homogen in der
flüssigen Phase ausführt.
U. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass man als Metallverbindung ein Halogenid
insbesondere Palladiumll-chlorid,oder Platinll-chlorid, ein
Carboxylat, insbesondere ein Alkanoat mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen, wie Platinll-acetat oder Palladiumacetat, oder eine
Komplexverbindung wie Platinacetylacetonat, Palladiumacetyl-
lO9818/?2';7
acetonat, Bis-benzonitrilpalladxum (II) oder LithiumpalladiumII-chlorid
einsetzt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Metallverbindung in einer
fe Konzentration im Bereich von"10" bis l" -molar einsetzt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man als polares Lösungsmittel ein
Nitril, insbesondere Benzonitril oder Acetonitril, ein Dialkylsulphoxyd, insbesondere Dimethylsulphoxyd, ein Sulphon, insbesondere
Sulpholan, einen Ester, insbesondere Benzylacetat oder Dinonylphthalat, einen Äther, insbesondere einen niederen Alkyläther
von Mono- oder Diäthylenglycol, ein Amid, insbesondere Acetamid oder Benzamid, ein mono-substituiertes Amid, insbesondere
N-Methylacetamid oder disubstituiertes Amid, insbesondere Dimethylacetamid
oder Dimethylformamid einsetzt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man als reduzierendes Mittel eine
mit dem polaren Lösungsmittel mischbare Flüssigkeit einsetzt, insbesondere Hydrazin, Formaldehyd, eii?nAlkohohl oder Ameisensäure,
vorzugsweise in einer Konzentration im Bereich von 0,5 bis 10-molar.
109818/^2^7
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass man als reduzierendes Mittel
Wasserstoff einsetzt.
Wasserstoff einsetzt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,'
dadurch gekennzeichnet, dass man bei einer Temperatur im Bereich von 20° bis 200°C arbeitet.
10. Verfahren -nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion in einem Stahlreaktionsbehälter in Gegenwart eines Kupfersalzes oder eines
Phosphins, wie Triphenylphosphxn, ausführt.
Phosphins, wie Triphenylphosphxn, ausführt.
109818/2247
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---|---|---|---|---|
US4536604A (en) * | 1984-03-15 | 1985-08-20 | Texaco Inc. | Butadiene reductive dimerization using a platinum catalyst and polymeric amine promoter |
US5113033A (en) * | 1990-01-12 | 1992-05-12 | Exxon Chemical Patents Inc. | Ruthenium salt and aluminum halide catalyst system for codimerization of alpha monoolefins and conjugated diolefins |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS508043B1 (de) | 1975-04-01 |
US3732328A (en) | 1973-05-08 |
FR2066111A1 (de) | 1971-08-06 |
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