DE2362704A1 - Pure vanadyl alcoholates prepn. - by reacting vanadium pentoxide with an alcohol and an orthoester as dehydrating agent - Google Patents
Pure vanadyl alcoholates prepn. - by reacting vanadium pentoxide with an alcohol and an orthoester as dehydrating agentInfo
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Abstract
Description
Troisdorf, denTroisdorf, the
OZ: 73 ns" ( 2272 )OZ: 73 ns "(2272)
DYNAMIT' NOBEL AEl1IEIiGESlLLSCHAi1T Troisdorf, Bez. KölnDYNAMIT 'NOBEL AEl 1 IEIiGESlLLLSCHAi 1 T Troisdorf, Be z. Cologne
Verfahren zur Herstellung von Vanadylalkoholaten Zusatz zum Patent «p........ ( Anmeldung P 23 43 056.0 )Process for the production of vanadyl alcoholates Addition to the patent "p ........ (Application P 23 43 056.0)
Gegenstand der Patentanmeldung P 23 43 Ü56.O ist ein Verfahren zur Herstellung von Vanaaylö-lkoholaten. der allgemeinen FormolThe subject of patent application P 23 43 Ü56.O is a process for the production of Vanaaylö alcoholates. the general formula
O=VO = V
"wobei Y den Rast ^V = Q bedeutet υηά η 0 oder 1 ist und R im Falle η = G Alkyl-, Cycloalkyl-, Aikylaryl-,/Arylalkyl-, />ryl-, Alkoxvclkyl-, Hydrcxyalkylreste uncl -- im Falle von η = 1 4IkOAyreste bedeutet, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Gemisch aus Vanadinpentoxid,_einem OrthoaineisensäuraestGr und einem Alkohol, gegebenenfalls in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, bei erhöatea Temperaturen, vorssugsweiee bei der Siedetemperatur des Reaktionsgömisches umsetst."where Y means Rast ^ V = Q υηά η 0 or 1 and R im Case η = G alkyl-, cycloalkyl-, aikylaryl-, / arylalkyl-, /> ryl-, Alkoxyalkyl, hydroxyalkyl radicals and - in the case of η = 14 alkoxy radicals means, which is characterized by the fact that one Mixture of vanadium pentoxide, an ortho acidic acid residue and an alcohol, optionally in the presence of an inert solvent, at elevated temperatures, preferably at the The boiling point of the reaction mixture.
In Abänderung des Verfahrens sur Herstellung von Venadylalkoholaten gemäB"Patentanmeldung. P 23 43 056.0 wurde nun gefunden, daß das bei der Reaktion von Ysnsdinpentoxid mit Alkoholen entstehende Wasser nicht nur durch Zusats von Orthoameisen» Säureestern, insbesondere DYthoisaeissnsäureiaethyl- bzw. äthyl·»*In a modification of the process for the preparation of venadyl alcoholates in accordance with patent application. P 23 43 056.0, it has now been found that the water formed in the reaction of ysnsdine pentoxide with alcohols is not only due to the addition of ortho-ant acid esters, in particular DYthoisaeissic acid ethyl or ethyl · »*
509825/1003 eAD ^ 509825/1003 e AD ^
ester, abgefangen und unschädlich gemacht werden kann, so daß relativ hohe Ausbeuten an den gewünschten Vanadylalkoholäten erzielt werden, sondern daß anstelle des Orthoameisensäureesters auch Orthoester auf der Basis von aliphatischen Mono-. carbonsäuren, an deren Carboxylgruppe Kohlenwasserstoffreste mit 1 oder mehr als 1 C-Atom gebunden sind, in vorteilhafter Weise eingesetzt v/erden können.ester, can be intercepted and rendered harmless, so that relatively high yields of the desired vanadyl alcoholates can be achieved, but that instead of the orthoformate and orthoesters based on aliphatic mono-. carboxylic acids, to whose carboxyl group hydrocarbon radicals with 1 or more than 1 carbon atom are bonded, in more advantageous W / can be used w / earth.
Genannt seien z.B. die Orthoester der Essigsäure, der Propion-Examples include the orthoesters of acetic acid, propionic
■ i säure, der Buttersäure etc. i■ i acid, butyric acid etc. i
Bevorzugt wird der Orthoester der Essigsäure eingesetst, wobei man vorzugsweise den Essigsäureorthomethylester oder den Essigsäure orthoäthy !ester einsetzt. Besonders gute Ausbeuten erzielt man, wenn man in Gegenwart des Essigsäureorthomethyl- ' esters arbeitet. ;Preference is given to using the orthoester of acetic acid, preference being given to orthomethyl acetate or acetic acid orthoethyester is used. Achieved particularly good yields if you are in the presence of the acetic acid orthomethyl ' esters works. ;
Analog der Patentanmeldung P 23 43 056.0 können erfindungsgemäß auch andere in,dem Reaktionsgemisch lösliche Orthoester, insbesondere der Essigsäure, auf der Basis von Alkoholen mit mehr als 2 C-Atomen eingesetst werden.Analogously to patent application P 23 43 056.0, other orthoesters soluble in the reaction mixture can also be used according to the invention, especially acetic acid, based on alcohols with more than 2 carbon atoms.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist in Abänderung des Verfahrens gemäß Patentanmeldung P 23 43 056.0 ein Verfahren zur Herstellung von Vanadylalkoholäten der allgemeinen FormelThe subject matter of the present invention is, in a modification of the method according to patent application P 23 43 056.0, a method for the production of vanadyl alcoholates of the general formula
■ BAD OFJQiNAI_■ BAD OFJQiNAI_
S09825/1003S09825 / 1003
wobei Y den Rest Ξ ν « O bedeutet und η O öder 1 ist und R im Falle η - O Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylaryl-, Arylalkyl-, Aryl-, Alkoxyalkyl-, Hydroxyalkylreste und - im Falle von n = 1-Alkoxy reste bedeutet, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man anstelle eines Gemisches aus Vanadinpentoxid, einem Orthoameisensäureester und einem Alkohol ein Gemisch aus Vanadinpentoxid, einem Alkohol und einem Orthoester auf der Basis von aliphatischen Monocarbonsäuren, an deren Carboxylgruppe Kohlenwasserstoffreste mit 1 oder mehr als 1 Kohlenstoffatom gebunden sind, gegebenenfalls in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, bei erhöhten Temperaturen, vorzugsweise bei der Siedetempera- tir des Reaktionsgemisches umsetzt.where Y denotes the radical Ξ ν «O and η O or 1 and R in the case of η - O is alkyl, cycloalkyl, alkylaryl, arylalkyl, aryl, alkoxyalkyl, hydroxyalkyl radicals and - in the case of n = 1- alkoxy radicals, means which is characterized in that instead of a mixture of vanadium pentoxide, a Orthoameisensäureester and an alcohol, a mixture of vanadium pentoxide, an alcohol and a Orthoester on the basis of aliphatic monocarboxylic acids, at whose carboxyl hydrocarbon radicals having 1 or more than 1 carbon atom optionally in the presence are attached, an inert solvent, at elevated temperatures, preferably reacted in the Siedetempera- tir the reaction mixture.
Die Reektionsbedingungen und Vorrichtungen für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren entsprechen denen der Patentanmeldung P 23 43 056.0. So wird analog zur Verfahrensweise der Hauptanmeldung die Umsetzung bevorzugt in einem Reaktionsgefäß durchgeführt, das mit einer Trennkolonne mit z.B. 10 praktischen, Böden und aufgesetztem Kolonnenkopf ausgerüstet ist. Diese bevorzugte Arbeitsweise gilt insbesondere für solche Orthoester, bei denen bei der Reaktion necn der The reaction conditions and devices for carrying out the method according to the invention correspond to those of patent application P 23 43 056.0. Analogously to the procedure of the main application, the reaction is preferably carried out in a reaction vessel which is equipped with a separating column with, for example, 10 practical trays and an attached column head. This preferred procedure applies in particular to those orthoesters in which the reaction fails
Alkohole und Carbonsäureester wie z.B. Methanol oder Äthanol, bzw. Essigsäuremethylester oder Sssigsäureäthylester freigesetzt
werden. Die bei der Umsetzung eingesetzten Mengenverhältnisse der Reaktionsteilnehrner entsprechen ebenfalls denen der
Haup'taniaeldung F 23 43 056.0
Der entsprechend der Gleichung ßAD Alcohols and carboxylic acid esters such as methanol or ethanol, or methyl acetate or ethyl acetate are released. The proportions of the reactants used in the implementation also correspond to those of the main report F 23 43 056.0
According to the equation ßAD
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Y2O5 + 6 ROH η»2 YO (OB)3 + 3 HgOY 2 O 5 + 6 ROH η »2 YO (OB) 3 + 3 HgO
eingesetzte Alkohol kann in stöchiometrischen Mengen, vorzugs weise jedoch im Überschuß eingesetzt werden, "bezogen auf dasAlcohol used can be used in stoichiometric amounts, preferably wisely, however, are used in excess, "based on the
Der Orthoester- wird zweckmäßig im Molverhältnis von etwa 1 : 2 bis etv/a'1· : 1 eingesetzt, bezogen auf das bei der .Umsetzung von -VpOt-init dem eingesetzten· Alkohol nach der Theorie frei- : werdende Wasser.The orthoester is expediently in a molar ratio of about 1: 2 to etv / a '· 1: 1 used, based on the free-in .Umsetzung of -VpOt-init the inserted · alcohol according to the theory: expectant water.
Der Reaktionsmischung kann gegebenenfalls ein inertes orga- ιThe reaction mixture can optionally be an inert organ
niDches Lösungsmittel zugesetzt werden, wie z.B. Benzol, To-. luol, Tetrachlorkohlenstoff und dgl| ιno solvents are added, such as benzene, to-. luene, carbon tetrachloride and the like | ι
Durch Zusatz solcher Lösungsmittel kann, falls erforderlich, die Siedetemperatur des Reaktionsgemisches variiert v/erden.By adding such solvents, the boiling point of the reaction mixture can, if necessary, be varied.
Die Reektionsteilnehmer werden, bevorzugt unter intensivem Rühren, mehrere Stunden lang, z.B. 8 bis 16 Stunden, bei erhöhten Temperaturen umgesetzt.The reection participants are preferred under intensive Stirring reacted for several hours, e.g., 8 to 16 hours, at elevated temperatures.
Die Aufarbeitung des Reäktionsgemisches bzw. die Isolierung des Vanadylalkoholats kann ganz analog der Hauptanmeldung P 23 43 056.0 vorgenommen werden.The work-up of the reaction mixture or the isolation of the vanadyl alcoholate can be carried out entirely analogously to the main application P 23 43 056.0.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Vanadylalkoholate mit relativ hoher Raum-/Zeit-Ausbeute herzustellen, Die Vanady!alkoholate sind sehr rein. Sie sind lagerstabil und anionenfrei. Sie können aufgrund ihres hohen Reinheits-According to the process according to the invention, it is possible to use vanadyl alcoholates to be produced with a relatively high space / time yield. The vanady alcoholates are very pure. They are stable in storage and anion free. Due to their high purity, they can
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grades als Katalysatoren, z.B. bei der Polymerisation von Olefinen, eingesetzt werden.degree as catalysts, e.g. in the polymerization of olefins, can be used.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders gut geeignet
zur Herstellung der Vanadylalkoholate auf der Basis ται Methanol,
Ethanol, Isopropanol und n-Butanol. Solche Vanadylalkoholate
konnten nach bisher bekannten Verfahren auf direktem Wege
nur schwierig und in den meisten Fällen nur mit schlechter
Raum-/ Zeit-Ausbeute hergestellt werden.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht umgesetzte VpOcThe method according to the invention is particularly suitable
for the production of vanadyl alcoholates based on ται methanol, ethanol, isopropanol and n-butanol. According to previously known methods, such vanadyl alcoholates could only be carried out directly with difficulty and in most cases only with poorer quality
Space / time yield can be produced.
The VpOc not converted in the process according to the invention
ist relativ rein. Es ist"nicht erforderlich, es nach ^eder
Charge zu regenerieren; d.h. es kann für weitere Reaktionen
mehrmals eingesetzt werden. Es ist dann vorteilhaft, das nach
mehreren Reaktionen zurückbleibende V0Of- zu regenerieren.
Durch thermische Behandlung bei vorzugsweise ca. 300 -400°C
unter Luft- bzw. Sauerstoffe inv/irkung wird aus dem nicht umgesetzten
und inzwischen etwas reaktionsträge gewordenen VpO^is relatively pure. It is not necessary to regenerate it after each batch; that is, it can be used for further reactions
be used several times. It is then advantageous to regenerate the V 0 Of- remaining after several reactions.
By thermal treatment at preferably approx. 300-400 ° C
under the influence of air or oxygen, the unconverted and meanwhile somewhat inert VpO ^ becomes
wieder ein für die erfindungsgemäße Umsetzung vollwertiges V2Oc erhalten.
Die Erfindung wird anhand der Beispiele näher erläutert. again a V 2 Oc of full value for the implementation according to the invention is obtained.
The invention is explained in more detail by means of the examples.
BAD
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Beispiel 1 : :Example 1 : :
In einen Dreibalsieorben ( 6 Ltr. Inhalt ) wurden 500 g VpO,-( 2,75 Mol ), 3100 ml Aethanol ( 53 Mol ) und 740 g Essigsäureorthomethylester (6,8 Mol ) gegeben. Das Gemisch vurde unter Rühren zum Sieden erhitzt. Der Dreihalskolben war mit einer Trennkolonne ( 10 prakt. Böden ) und einem aufgesetzten Kolonnenkopf ausgerüstet. j500 g of VpO, - (2.75 mol), 3100 ml of ethanol (53 mol) and 740 g of orthomethyl acetate (6.8 mol) were placed in a three-cylinder sieve (6 liter capacity). The mixture was heated to boiling with stirring. The three-necked flask was equipped with a separating column (10 practical trays) and an attached column head. j
Am Kolonnenkopf wurde zu Beginn ein bei 570C siedendes Gemisch abgenommen, das aus Essigsäuremethylester und Methanol beisteht« Später stieg bei weiterer Abnahme des leichtersieders die !temperatur am Kolonnenkopf auf 740C. Nach 16-stündigem Erhitzen wurde der Kolbeninhalt aufgearbeitet. Das nicht umgesetzte^ Yanadinpentoxid wurde abfiltriert und das Piltrat zunächst vom überschüssigen Aethanol bei vermindertem Druck und erhöhter Temperatur befreit. Über eine Trennkolonne ( 5 prakt. Böden ) erfolgte die Abtrennung des durch Umesterung während der Reaktion entstandenen überschüssigen Essigsäureorthoaethylesters bei 42°C/12 Torr vom reinen Vanadyltriaethylat ( 95°C/12 Torr ).At the column head a boiling at 57 0 C mixture was taken at the beginning, the stand by of methyl acetate and methanol "Later increased with further decrease in the lighter-boiling the! Temperature at the column top at 74 0 C. After 16 hours of heating the flask contents were worked up. The unreacted yanadine pentoxide was filtered off and the piltrate was first freed from excess ethanol under reduced pressure and elevated temperature. The excess acetic acid orthoethyl ester formed by transesterification during the reaction was separated from the pure vanadyl triethylate (95 ° C./12 Torr) via a separating column (5 practical trays).
JDie Ausbeute betrug 40,5 #, bez. auf eingesetztes Vanadinpemt-The yield was 40.5 #, based on the vanadium pemt used
Das Verhältnis von Reinester zu Destillationsrückstand betrag 21 : 1.The ratio of the pure ester to the distillation residue is 21: 1.
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Λ.Λ.
.Beispiel 2 ίExample 2 ί
In einer Apparatur entsprechend Beispiel 1 wurden 500 g VpO,-( 2,75 Mol ) mit 3100 ml Isopropanol ( 41 Mol ) und 74Og : Essigsäureorthomethylester (6,8 Mol ) zum Sieden erhitst« Am Kolonnenkopf wurde zu Beginn bei 570G eine Iieichtersieder- ιIn an apparatus according to Example 1 500 g of VPO, were - (2.75 mol) with 3100 mL of isopropanol (41 mol) and 74Og (6.8 mol) Essigsäureorthomethylester erhitst to boiling "at the column head was initially at 57 0 G Iieichtersieder- ι
■ ■ · ' - j■ ■ · '- j
fraktion abgenommen, später stieg bei weiterer Abnahme der , Siedepunkt am Kopf bis auf 800C. Insgesamt wurden 1,2 1 Destillat abgenommen. Nach 16-stündiger Reaktion erfolgte Aufarbeitung und Reindestillation wie in vorangegangenem Beispiel, Ausbeute = 40,5 ί> reines Vanadyltriisopropylat. jFraction decreased, later, with further decrease, the boiling point at the top rose to 80 ° C. A total of 1.2 l of distillate was removed. After a 16-hour reaction, work-up and purification by distillation were carried out as in the previous example, yield = 40.5 > pure vanadyl triisopropoxide. j
Das Verhältnis von Reinester zu Destillationsrückstand betrug 54 J 1.The ratio of pure ester to distillation residue was 54 J 1.
Entsprechend Beispiel 1 wurden 500 g T2O5( 2,75 Mol ), 3100 ml n-Butanol ( 33,5 Mol ) und 740 g Essigsäureorthomethylester ( 6,8 Mol ) zum Sieden erhitzt. Am Kolonnenkopf wurde zu Beginn wieder ein Leichtersiederfraktion bei '--'570C abgenommen. Bei weiterer Abnahme stieg die Temperatur am Kopf im laufe von 8 h auf 1150C. Sodann wurde wie in den vorangegangenen Versuchen aufgearbeitet. Es wurde sehr reines Vanadyl-nbutylat in einer Ausbeute von 57 % erhalten. Das Verhältnis von Reinester zu Destillationsrückstand betrug 27 : 1.As in Example 1, 500 g of T 2 O 5 (2.75 mol), 3100 ml of n-butanol (33.5 mol) and 740 g of orthomethyl acetate (6.8 mol) were heated to the boil. At the top of the column, a lower boiler fraction was again taken off at 57 ° C. at the beginning. In the event of a further decrease, the temperature at the head rose to 115 ° C. over the course of 8 h. It was then worked up as in the previous experiments. Very pure vanadyl n-butylate was obtained in a yield of 57 % . The ratio of the pure ester to the distillation residue was 27: 1.
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Beispiel 4 ίExample 4 ί
In einer Apparatur entsprechend Beispiel 1 wurden 500 g T0O,-( 2,75 Mol ) mit 3100 ml Aethanol ( 53 Mol ) u»d 1000 g Esaigßäureorilioäthylester (6,7 Mol ) zum Sieden erhitzt. .Am Kopf konnte bald ein leichtersieder bei 720C abgenommen werden, der im wesentlichen aus Essigsäureaethylester besteht. Each 16-stündiger Reaktionszeit ist bei Abnahme von 1 1 Destillat die Temperatur am Kolonnenkopf auf 760C gestiegen.-Sodann wurde wie in Beispiel 1 aufgearbeitet. Es wurde reines Vanadyläthylat in einer Ausbeute von 33 $> erhalten.In an apparatus corresponding to Example 1, 500 g of T 0 O, - (2.75 mol) were heated to boiling with 3100 ml of ethanol (53 mol) and 1000 g of ethyl acetate (6.7 mol). .At the head could be removed soon a slight heaters at 72 0 C, consisting of ethyl acetate substantially. For each 16-hour reaction time, when 1 l of distillate was taken, the temperature at the top of the column rose to 76 ° C. Then work-up was carried out as in Example 1. Pure vanadyl ethylate was obtained in a yield of $ 33.
Das Verhältnis von Reinester zu Destillationsrückstand betrug 28 : 1.The ratio of pure ester to distillation residue was 28: 1.
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