DE2338665C2 - Verfahren zur Gewinnung von Methylglyoxa lacetal - Google Patents

Description

Geeignete saure Katalysatoren sind starke anorganische Säulen. I ewissäuren, wit Chlorwassertion Aluminiumchlorid. ZinUhlorid. oder i -isen(UI 30 chlürid

Pro Mol Aceton verwendet man im al'aenuvnen

Aus d.r deutschen Patentschrift 1 252 193 ist bc- ' bis 20. insbesondere 3 bis 5 Mol Alkohol, sr w ic-0.5 kani.i, daß man methylglyoxalacetaihaltige Lösungen bis 2.5 insbesondere l.ü bis 2.0 Mol N'itrnsierungsdurch Umsetzen von Aceton mit einem Alkohol und mittel Die sauren Kataiv-atoren werden <n der Rege! einem Nitrosierungsmittel in Gegenwart von sauren 35 in einer Menge von 1 bis 10 Gewichtsprozent. K--Katalysatoren erhält. Die so erhaltene Lösung wird zogen auf das Gemisch der Reaknonspartner. eingj «schließend neutraüsierl. Aus dem so erhaltenen setzt. Vorteilhaft wird die Umsetzung unter zusäi/· Gemisch wird anschließend überschüssiges Aceton iicher Miiverwendung von Lösungsmittel wie Methyllind überschüssiger Alkohol abdr^tiü^ert. Die verble acetat. Methvlal. Methylenchlorid oder einem arorrubende wäßrige Lösung wird mit Wasser verdünnt uml 4° tischen Kohlenwasserstoff wie Benzoi oder Toluol Methylglyoxalacetal mit einem wasserunlöslichen Lö- durchgeführt. Im allgemeinen hält man bei der Umsungsmittel extrxhiert und aus dem Extrakt Methyl- sei/ung eine Tempeiarur von 0 bis 150 C insbesongiyoxaiaceiai durch Desiiiiaiion gewonnen, i'm da·. cIl.i. ν.·η 20 bis 80 '.ein

Verfahren wirtschaftlich zu gestalten und die Aus- Da^ Reaktionsgemisch wird nach beendeter Reak-

beute an Methylglyoxa'acetal zu erhöhen, ist es erfor- 45 tion neutralisiert. Im allgemeinen verwendet 1. art derlich, das als Nebenprodukt anfallende 1.1.2.2-Tc- hierzu wäßrige Alkalilaugen, z. B. Natron- oder KaIi-Iraalkoxvpropan mit Schwefelsäure zu verseifen und lauge mit einer Konzentration von 10 bis 30 Gedaraus zusätzliches Methylglyoxalacetal zu gewinnen. wichtspm/eni Vorteilh ft hat d,.·* Reaktionsgemisch Zudem ist es erforderlich, die zurückgewonnenen nach der Neutralisation einen pH-Wert von 7 bis 9 Ausgangsstoffe und Lösungsmittel gesondert zu rei- 5° Typische Reaktionsgemische enthalten beispielsweise niger. Eine solche Arbeitsweise ist technisch sehr auf- 5 bis 15 Gewichtsprozent Aceton, 5 bis 12 Gewichtswendig, prozent Methylglyoxalacetal. 15 bis 35 Gewichts-Fc u/yr ripchaih Hi_e !ec'in'«chf> Aiifgahf oi>«!t>llt dit· pro/ent Alkohol. 15 bis 30 Gewichtsprozent Lösuncs-Aufurbeitun^ von methylglyoxalacetalhaltigen Lö- mittel. 10 bis 15 Gewichtsprozent Wasser, 2 bis 6 Gesungen zu vereinfachen. 55 wichisprozenl Alkalisalze sowie 5 bis h/Gewichts-Es wurde gefunden, daß man Methylglyoxalacetal pro/ent hochsiedende Nebenprodukte. F.in typisches aus einem Reaktionsgemisch des bei der Umsetzung Gemisch enthält z. B. 10.fi Gewichtsprozent Aceton, von Aceton mit einem Alkohol und einem Nitrosie- 9.8 Gewichtsprozent Methyiglyoxaidimethyiaceial. rungsmittel bzw. Oxydationsmittel in Gegenwart von 29.8 Gewichtsprozent Methanol, 24,3 Gewichlsprosauren Katalysatoren und anschließende Neutraüsa- 6° /ent Meihylacetat-Mcthylalmischung, 13,1 Gcwicfustion erhalten worden ist. vorteilhafter als bisher ge- prozent Wasser, 4,3 Gewichtsprozent Natriumsatze winnt. wenn man das neutralisierte Gemisch mit so und 8.1 Gewichtsprozent hochsiedende Nebenproviel Wasser verdünnt, Haß eine homogene Lösung dukte.

entsteht, aus dieser Lör.ung in einer ers*en Kolonne Das so erhaltene Reaktionsgemisch wird mit so \i·.·'

übcrr Kopf ein Gemisch aus Aceton, Alkohol und Lö- 65 Wasser verdünnt, daß eine homogene Lösung entsurgsmiltel abdestilliert und dieses direkt wieder der steht, d. h. bis alle Feststoffe gelöst sind. Die Wasser-Synthese zuführt, als Seitenstrom ein Azeotrop aus menge richtet sich im allgemeinen nach der Menge Methylglyoxalaceiul und Wisset, das hochsiedende der im Reaktionsgemisch enthaltenen Salze. Diese

müssen vollständig in Lösung gebracht werden. Die erforderliche Menge läßt sich für das jeweilige Reaküonsgemisch ohne weiteres durch einen einfachen Versuch feststellen.

Die so erhaltene Lösung wird in einer ersten Kolonne destilliert. Geeignete Kolonnen sind beispielsweise Füllkörper- oder Glockenbodenkolonnen. Geeignete Kolonnen haben vorteilhaft 10 bis 30, insbesondere 22 bis 24 theoretische Böden. Das Ausgangsgemisch wird zweckmäßig irn oberen Drittel der Koionne zugeführt. I her Kopf wird ein Gemisch aus Aceton. Alkohol und Lösungsmittel abdesiiihcrl, während dem Seitenstrom, voi teilhaft 5 bis 7 Böden unterhalb des Zulaufs der Ausgangslösung, ein Azeotrop aus Methylglyoxalacetal. Wasser und Hochsiedern enmommen wird. Im Sumpf der Kolonne wird das überschüssige Wasser, in dem sich Alkalisa'.j und organische Nebenprodukte gelöst befinden, abgezogen. Es hai sich als zweckmäßig erwiesen. Dampf als (direkten) Wärmeübertrager direkt in den Fuß der Kolonne (unterhalb des I. theoretischen Bodens) zuzugeben.

Das als Seitenstrom erhaltene Azeotrop aus Methylglyoxalacetal, Wasser und Hochsiedern wird kondensiert, in 2 Phasen getrennt, die untere in die 1. Kolonne zurückgeführt und die obere Phase in einer zweiten Kolonne vorteilhaft unter Vakuum destilliert. Das Gemisch wird der zweiten Kolonne vorteilhaft im oberen Drittel zugeführt. Die zweite Kolonne hat z'vetnmäßig 5 bis 15, insbesondere K) bis 12 theoretische Böden. Als Überkopfprodukt erhält man in der zweiten Kolonne ebenfalls das Methylglyoxalacc.al'Wasser Azeotrop, welches kondensiert wird und 2 Phasen bildet, wobei die obere in die Kolonne zurückgeführt un'I die untere zweckmäßig wiecr der erster. Kolonne zugeführt wird. Während als Sumpfprodukt Hochsieder abgezogen werden, die ebenfalls wieder mit dem Zulauf der ersten Kolonne zugeführt werden. Als Seitenstrom entnimmt man in der Mitte der Kolonne zweckmäßig 6 bis 7 theoretische Böden über dem Sumpf gereinigtes Methylglyoxalacetal als Seitenstrom, das in einer dritten Kolonne, die vorteilhaft 5 bis 6 theoretische Böden hat gereinigt wird und als Kopfprodukt reines Methylglyoxalacetal gewonnen wird.

Das in der ersten Kolonne erhaltene Kopfprodukt, das im wesentlichen aus Aceton, Alkohol und Lösungsmittel besteht, wird ohne weitere Trennung wieder der Synthese zugeführt.

Methylglyoxalacetal ist ein gesuchtes organisches Zwischenprodukt und wird z. B. bei der Herstellung von Futtermittelzusätzen, z. B. gewichtsfördernden Mitteln für die Tieraufzucht verwendet.

Das Verfahren nach der Erfindung sei in folgendem Beispiel veranschaulicht. Die im Beispiel angegebenen Teile sind Gewichtsteile, sie verhalten sich zu den Raumteilen wie Kilogramm zu Liter.

Beispiel

1356,1 Teile pro Stunde einer metfnldyoxaidimethylacetalhaltigen Lösung, die (nach der Neutralisation mit Natronlauge) aus 8.1 Gewichtsprozent Aceton, S.6 Gewichtsprozent Methylglyoxaidimethylacetai, 33,0 Gewichtbprüicni Methanol, 26,2 Gevvichtsprozen' Methylal/Methylacetatmischung, 11.8 Gewichtsprozent Wasser, 3.6 Gewichtsprozent Natriumsalze und 8.7 Gewichtsprozent hochsiedenden Neben-

Ji produkten besteht, werden mit 250 Teilen Wasser versetzt. Die so erhaltene Lösung wird nach Vereinigung mit 302.1 Teilen riickgeführten Produkten am 14. Boden einer Kolonne mit 23 theoretischen Böden zugeführt Am Kopf der Kolonne zieht msn stündlich 914 Teile eines Gemisches aus Aceton, Methanol, Methylacetat und Methylal ab. während im Sumpf 2139.5 Teile, in der Hauptsache Wasser sowie Salze und Nebenprodukte entnommen werden. Zusätzlich führt man am Bouen der Kolonne stündlich

a5 1565.4 Teile Dampf zu. Am Kopf der Kolonne wird eine Temperatur von 59 C und im Sumpf eine Temperatur von 100 C eingehalten. 6 Böden unterhalb des Z'iL.ufs entnimmt man stündlich 420.1 Teile eines Azeotrops aus Methylglyoxaldimethylacetal und Wasser sowie Hochsiedern und trennt dieses in zwei Phasen. Die obere methylglyoxaldimethylacetalreiche Phase wird am Kopf einer zweiten Kolonne mit 12 theoretischen Böden zugeführt. In der zweiten Kolonne wnd bei 135 Torr eine Kopftemperatur von 62 Γ und eine Sumpf temperatur von 100 C eingehalten. Am Kopf entnimmt man stundlich 58 Teile. In der Hauptsache Wasser und Methylglvoxaldimethylacetal, die der ersten Kolonne zugeführt v/erden, während man am Sumpf stür.dlich 46 Teile Hochsieder.

die auch noch Methylglyoxaldimethylacetal enthalten, entnimmt, die wieder dem Zulauf der ersten Kolonne zugeführt werden. Am 7. Boden entnimmt man ak Seitenstrom stündlich 125 Teile gereinigtes Methyiglyoxaldimethylacetal. das dm ersten Boden einer dritten Kolonne mit 6 theoretischen Böden zugeführt wird. In der dritten Kolonne hält man eine Kopftemperatur von 79 C bei 115 Torr und eine Sumpftemperatur von 86 C ein. t'ber Kopf erhält man stündlich 118 Teile Meihylgluixaldimethylacetal. das

5c nur geringfügig mit Winser und Methylglyoxaltetramethylacetal zu 0.1 ° ·. verunreinigt ist. Die im Sumpf anfallenden Hochsieder werden wieder der zweiten Kolonne zugeführt.

Claims (1)

1. Anteile endiält. entnimmt, dieses Azeotrop konden-

   Patentanspruch: siert und die methylglyoxalacetalreichere Phase einer

   zweiten Kolonne zuführt und über Kopf Wasser ab-

   Verfahren zur Gewinnung von Methylglyoxal- destilliert und als Sumpf Hochsieder entnimmt, wobei acetal aus einem ReaKtionseemisch, das bei der 5 Wasser und Hochsieder mit dem Zulauf wieder d^r Umsetzung von Aceton mit"" einem AJkohoi und ersten Kolonne zugeführt werden und als Seitensirom einem Nitrosierunasmittel bzw. Oxidationsmittel gereinigtes Melhylglyoxalacetai entnimmt und in eins. in Gegenwart von'sauren Katalysatoren und an- dritten Kolonne reines Methylglyoxalacetal als Koplschließende Neutralisation erhalten worden ist, produkt gewinnt.

   dadurch gekennzeichnet, daß man das io Da-, neue Verfahren hat den Vorteil. _uaß es mn neutralisierte Gemisch mit so viel Wasser ver- weniger Kolonnen auskommt und zusätzlich eine gedünnt, daß eine homoeene Lösung entsteht, aus trennte Aufarbeitung der als Nebenprodukte entstedieser Lösuna in einer ersten Kolonne über Kopf hcnden I.1.2.2-Tetraalkoxypr.»pane entfallt,
   ein Gemisch "aus Aceton, Alkohol und Lösungs- Methylglyoxalaeetalhaltige Repktionsgemu -wet-

   mittel abdestilliert, welches direkt wieder in die 15 den z. B. erhalten nach dem in der deutscht . atem Synthese zurückgeführt wird, ein Azeolrcp aus schrift 1 252 193 beschriebenen Verfahren. Ai Aus-Methylglyoxala<.etal, Wasser und Hochsiedern als gangsstoff wird reines Aueion oder »echnisches Ac--Seitenstrom entnimmt, dieses Azeotrop konden- ton verwendet. Geeignete Alkohole nahen im i-'lgcsiert und die methy'.glyoxalacetalreichere Phase in meinen I bis 20 Kohlenstoffatome. Insbesondere wereiner zweiten Kolonne destilliert, wobei gereinig- 20 den bevorzugte Alkanole oder Alkandiote mit bis -_u o. tes Methylglyoxaiacetal als Seitensirom ent- insbesondere bis zu ~> Kohlenstoffatomen verwende; nommen wird, die Kopf- und Sumpfprodukte mit Ais Nitrosierungsi; iel bzw. Oxidationsmittel wer

   dem Zulauf in die erste Kolonne zurückgeführt den salpetrige Saure und Verbindungen, die sich werden und in einer ('ritten Kolonne reines Me- unter Reaktior.sbedingungen leicht in salpetr.ge Saure thylglyoxalacetal als Kopfprodukt gewinnt 25 umwandeln, wie Distickstorltnoxid odor AlkylniJnic

   \ erwendet.