DE2642496C2 - Verfahren zur Herstellung von p-Hydroxymethylbenzoesäure - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von p-Hydroxymethylbenzoesäure

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DE2642496C2
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hydroxymethylbenzoic acid
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Heinz 6700 Ludwigshafen Hannebaum
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Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von p-Hydroxymethylbenzoesäure, bei dem man Terephthalsäure in Gegenwart von Ammoniak und Wasser elektrochemisch hydriert.
Die bekannten Verfahren zur Herstellung von p-Hydroxymethylbenzoesäure sind umständlich und verlaufen über mehrere Stufen. So läßt sich p-Hydroxymethylbenzoesäure z. B. aus p-Cyanbenzylchlorid über den p-Cyanbenzylalkohol (siehe Ber. 27, 2171) oder aus p-Tolunitril über die p-Chlormethylbenzoesäure (siehe Ann. 310,203) gewinnen.
Es wurde nun gefunden, daß man p-Hydroxymethylbenzoesäure vorteilhaft herstellen kann, wenn man Terephthalsäure in Gegenwart von Ammoniak oder das Unisetzungsprodukt von Terephthalsäure und Ammoniak in wäßriger Lösung bei einem pH-Wert von über 7 elektrochemisch hydriert.
Nach dem neuen Verfahren läßt sich Terephthalsäure in einem Schritt in guter Ausbeute und hoher Selektivität in p-Hydroxymethylbenzoesäure überführen.
Die als Katholyt zu verwendende wäßrige Lösung hat einen Gehalt an Terephthalsäure von 1 bis 30, vorzugsweise 3 bis 15 Gewichtsprozent. Man erhält sie, indem man die Terephthalsäure in einer wäßrigen Ammoniaklösung mit einem Ammoniakgehalt von 5 bis 20, vorzugsweise 5 bis 15 Gewichtsprozent, löst oder indem man das Reaktionsprodukt, das man bei der Behandlung von Terephthalsäure mit Ammoniak erhält und das vorzugsweise aus dem Diammoniumsalz der Terephthalsäure besteht, in Wasser oder wäßriger Ammoniaklösung löst. Der wäßrige Katholyt hat einen pH-Wert von über 7. Er kann geringe Mengen z. B. 2 bis 5 Gewichtsprozent an anderen Salzen, wie Ammoniumcarbonat oder Ammoniumsulfai enthalten. Als Anolyt verwendet man zweckmäßigerweise wäßrige Mineralsäuren, vorzugsweise wäßrige Schwefelsäure.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer üblichen Elektrolysezelle durchgeführt werden. Bevorzug; werden Zellen benutzt, bei denen der Anoden- und Kathodenraum durch ein Diaphragma, z. B. aus porösem Ton oder einer handelsüblichen lonenaustauschermembrane, getrennt sind, wie in einer Zelle vom Filterpressentyp mit plattenförmigen bipolaren Elektroden. Als Diaphragma eignen sich besonders Kationenaustauschermembranen, vor allem solche des fluorhaltigen Typs.
Man führt die elektrochemische Hydrierung z. B. bei TemDeraturen zwischen 10 und 95° C, vorzugsweise bei 20 bis 50° C durch.
Die Kathoden bestehen zweckmäßig aus Metallen mit genügend hoher Wasserstoffüberspannung (negativer als ca. —0,5 Volt), wie Quecksilber, Blei, Cadmium, Antimon Blei hat sich dabei als besonders geeignet erwiesen. Die Kathodenoberfläche kann zum Erhöhen
toder aktiven Oberfläche strukturiert sein.
Als Anoden verwendet man die aus der Literatur bekannten Anodenmaterialien, wie Graphit, Mangandioxid, Edelmetalle, mit Edelmetalloxiden dotiertes Titan, bevorzugt jedoch Bleidioxid.
Die Stromdichte bei der Elektrolyse beträgt z. B. 1 bis 30 A/dm2, insbesondere 3 bis 15 A/dm2.
Zur Erzielung einer nohen Kathodenaktivität mit hoher Stromausbeute und hohem Umsatz im kontinuierlichen Dauerbetrieb kann es von Vorteil sein, wenn man den Gleichstrom nach bestimmten Elektrolyseperioden,
z. B. nach 0,5 bis 10 Stunden für z. B. 0,5 bis 3 Minuten abstellt und die Elektroden dabei über diesen Zeitraum kurzschließt.
Nach der Elektrolyse arbeitet man z. B. so auf, daß man den Elektrolyseaustrag zur Isolierung der p-Hydroxymethylbenzoesäure z. B. auf die Hälfte des Volumens einengt. Das dabei erhältliche Destillat kann man erneut in die Reaktion zurückgeben. Durch Ansäuern des abgekühlten Konzentrates, vorteilhaft auf 5 bis 15°C mit Mineralsäure, insbesondere Schwefelsäure, wird das Reduktionsproduki ausgefällt. Nach Filtration wird es mit Wasser gewaschen und getrocknet.
Beispiel
Zu einer Lösung von 15 g Ammoniumccrbonat in 155 g 12prozentigem Ammoniakwasser werden unter Rühren 46,5 g Terephthalsäure gegeben. Danach wird die Suspension mit 900 g Wasser versetzt, damit eine klare Lösung entsteht. Die Lösung wird in einer durch Kationenaustauschermembranen geteilten Elektrolysezelle an einer Bleikathode von 2,3 dm2 Fläche elektrolysiert. Hierzu wird der Elektrolyt über ein Vorratsgefäß kontinuierlich durch die Zelle gepumpt. Die Stromdichte beträgt 10 A/dm2, die Reaktionstemperatur 23°C. Die Anode besteht aus Bleidioxid auf Blei. Der Anolyt ist 5prozentige Schwefelsäure. Nach jeder Stunde wird die Zelle für eine Minute kurzgeschlossen. Nach 5 Stunden Elektrolysedauer wird die Elektrolyse abgebrochen und der Elektrolyt aufgearbeitet. Hierzu wird das Reaktionsgemisch in einem Umlaufverdampfer unter Vakuum bei 50 bis 600C auf ca. 200 g eingeengt und nach Abkühlen auf 5°C unter Rühren mit 65 g 50prozentiger Schwefelsäure angesäuert. Dabei fällt das Reaktionsprodukt aus, das nach dem Abfiltrieren und Waschen mit Eiswasser bei 80°C im Vakuum getrocknet wird. Man erhält dabei 34,2 g reine p-Hydroxymethylbenzoesäure mit einem Schmelzpunkt von 182,5 bis 183,5°C. Der Umsatz beträgt 100%, die Selektivität 91%.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung von p-Hydroxymethylbenzoesäure, dadurch gekennzeichnet, daß man Terephthalsäure in Gegenwart von Ammoniak oder das Umsetzungsprodukt von Terephthalsäure und Ammoniak in wäßriger Lösung bei einem pH-Wert von über 7 elektrochemisch hydriert
DE2642496A 1976-09-22 1976-09-22 Verfahren zur Herstellung von p-Hydroxymethylbenzoesäure Expired DE2642496C2 (de)

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US4381229A (en) * 1980-10-27 1983-04-26 Standard Oil Company (Indiana) Process for electrochemical reduction of terephthalic acid
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FR2365548A1 (fr) 1978-04-21
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GB1583466A (en) 1981-01-28

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