DE820303C - Verfahren zur Herstellung organischer Saeuren sowie deren Ester - Google Patents

Verfahren zur Herstellung organischer Saeuren sowie deren Ester

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DE820303C
DE820303C DEP56546A DEP0056546A DE820303C DE 820303 C DE820303 C DE 820303C DE P56546 A DEP56546 A DE P56546A DE P0056546 A DEP0056546 A DE P0056546A DE 820303 C DE820303 C DE 820303C
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DE
Germany
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silver
halides
catalysts
halide
mixture
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Expired
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DEP56546A
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English (en)
Inventor
Giulio Natta
Piero Dr Pino
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CHEMISCHE FABRIKEN A G
Lonza AG
Lonza Elektrizitaetswerke und Chemische Fabriken AG
Original Assignee
CHEMISCHE FABRIKEN A G
Lonza AG
Lonza Elektrizitaetswerke und Chemische Fabriken AG
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Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/06Halogens; Compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/10Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reaction with carbon monoxide
    • C07C51/12Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reaction with carbon monoxide on an oxygen-containing group in organic compounds, e.g. alcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/36Preparation of carboxylic acid esters by reaction with carbon monoxide or formates

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description

  • Verfahren zur Herstellung organischer Säuren sowie deren Ester Es ist bekannt, daß man durch Einwirkung von Kohlenoxyd (CO) auf Alkohole organische Säuren erhalten kann, welche im Molekül ein Kohlenstoff atom mehr als der Ausgangsalkohol besitzen.
  • Diese Reaktion, welche bisher meistens bei sehr hohen Drucken bis zu goo at in Gegenwart von Katalysatoren durchgeführt wurde, ist im industriellen Betrieb auf erhebliche Schwierigkeiten gestoßen, nicht nur wegen der Korrosion der Apparate, sondern auch wegen der niedrigen Ausbeuten und der dabei auftretenden Nebenreaktionen.
  • Dank der vorliegenden Erfindung gelingt es nun, unter Verwendung geringer Mengen an Katalysatoren die Ausbeuten wesentlich zu steigern, ohne b°sonders hohe Drucke zu benötigen. Sie beruht darauf, daß bestimmte Silbersalze, z. B. die Silberhalogenide, eine katalytische Aktivität besitzen, die durch Gegenwart anderer Metallhalogenide, insbesondere von Erdalkali-oder Schwermetallhalogeniden, z. B. Kaliumjodid, Nickelchlorid u. dgl., noch erhöht werden kann. Bei Anwesenheit solcher Metal. halogenide kann man an Stelle der Silbersalze auch metallisches Silber zusetzen. Falls man Metallhalogenide verwendet, die an und für sich schon Katalysatoren für Carbonsäuresynthesen sind, beobachtet man schon bei Zugabe von kleinen Mengen Silber oder Silberhalogeniden eine starke Erhöhung der katalytischen Aktivität. Es konnte festgestellt werden, daß bei Verwendung von metallischem Silber in Gegenwart von Metallhalogeniden, z. B. solcher der Eisengruppe, z. B. Nickelbromid u. dgl., sich unter den gegebenen Reaktionsbedingungen Silberhalogenid bildet. Schon die Bildung einer kleinen Menge des letzteren genügt, um eine hohe katalytische Aktivität zu entfalten.
  • Die genannten Halogenide, nämlich Silber bzw. Silberhalogenide in Gegenwart von anderen Metallhalogeniden zeigen eine katalytische Aktivität, auch wenn sie sich in Gegenwart von anderen Halogeniden befinden, finit welchen sie feste Lösungen oder Verbindungen eingehen (z. B: Halogenide der zweiwertigen Metalle mit einem Durchmesser des Ions zwischen 0,7 und i,o x io e cm).
  • Durch die Verwendung der genannten Katalysatoren bzw. deren Mischungen in Anwesenheit oder Abwesenheit anderer Metallhalogenide wurde es ermöglicht, den Druck herabzusetzen und trotzdem Ausbeuten zu erzielen, welche sich der Theorienähern. Dies ist hauptsächlich der Fall, wenn man mit Methylalkohol in Gegenwart von Kohlenoxyd, das Wasserstoff enthält, arbeitet, welcher die Dissoziation des Methylalkohols verhindert.
  • Es kann deshalb vorteilhaft sein, mit Mischungen von Kohlenoxyd und Wasserstoff zu arbeiten, welche industriell leichter zu erhalten sind als reines Kohlenoxyd. Die Gegenwart kleiner Mengen Kohlensäure (CO,) ist nicht schädlich, es scheint sogar, daß sie einen günstigen Einfluß ausübt.
  • Auch wenn man bei Temperaturen arbeitet, bei welchen sich sowohl die Ausgangsprodukte als auch die Endprodukte in gasförmigem Zustande befinden, gelingt es, hohe Ausbeuten zu erzielen, woraus man ersieht, daß die Katalysatoren auch in der Gasphase wirken. In diesem Falle muß man die Katalysatoren auf einem Träger (z. B. aktive Kohle, Kupfer o. dgl.) anbringen, wobei es gegebenenfalls vorteilhaft sein kann, solche Träger zu verwenden, welche keine dehydratisierende Wirkung ausüben, wodurch die Bildung von Äther und Ester zurückgedrängt wird.
  • Normalerweise erhält man jedoch außer den Säuren auch gewisse Mengen an Äther und Ester, welche je nach Wunsch isoliert oder aber wieder im Kreislauf geführt werden können, wobei im letzteren Falle infole des Massenwirkungsgesetzes die weitere Bildung dieser Ester und Äther verhindert bzw. verringert wird. Durch Anwesenheit von dehydratisierend wirkenden Substanzen kann somit die Bildung von Estern und Äthern gefördert werden, während bei Abwesenheit solcher Substanzen die Bildung von Estern und Äthern weitergehend verringert wird.
  • Die Reaktion kann unter den verschiedensten Bedingungen von Druck und Temperatur durchgeführt werden. Es ist vorteilhaft, bei Drucken von über ioo at und bei Temperaturen von über etwa 25o° zu arbeiten.
  • Im folgenden sollen einige Beispiele die Herstellung von Essigsäure aus Methylalkohol erläutern. Beispiel i Eine Mischung aus ioo g Methylalkohol und 45 g Wasser, in welcher 4 g Silberjodid suspendiert sind, wird in einen Autoklaven aus Kupfer oder aus rostfreiem Stahl von 8oo ccm Fassungsvermögen eingefüllt und dann nach und nach ioo at Kohlendioxyd eingepreßt. Der Autoklav wird hernach geschüttelt und auf 300° erhitzt. Nach 2 Stunden erhält man 7 g Essigsäure und i2,2 g Methylacetat. Beispiel 2 Es wird wie im Beispiel i gearbeitet, mit dem Unterschied, daß man an Stelle von Silberjodid Silberbromid als Katalysator verwendet. Aus ioo g Metbylalkohol erhält man dann 9 g Essigsäure und 21,5 g Methylacetat.
  • Beispiel 3 Eine Mischung aus ioo g Jlethylalkohol und 459 Wasser, in welcher 49 Kaliumjodid und 49 Silberchlorid gelöst und ferner 4 g Silberjodid suspendiert sind, wird in einen Autoklaven von Soo ccm Fassungsvermögen eingefüllt, welcher mit Kupfer oder mit nichtrostendem Stahl ausgekleidet ist. Es werden dann ioo at Kohlenoxyd eingepreßt, der Autoklav geschüttelt und auf 3oo° erhitzt. Nach 2 Stunden erhält man 75 g Essigsäure und 27 g Methylacetat.' Beispiel 4 Eine Mischung aus ioo g Methylalkohol und 459 Wasser, welche 4 g Kaliumjodid und 4 g Nickelchlorid in Lösung und ferner 2 g metallisches Silber suspendiert enthält, wird in einen Autoklaven eingefüllt, welcher mit Kupfer oder rostfreiem Stahl ausgefüttert ist. Es werden dann ioo at einer Mischung aus 75°/0 Kohlenoxyd, 25°/a Wasserstoff und 5% Kohlendioxyd eingepreßt. Der Autoklav wird nun geschüttelt und auf 3oo° erhitzt. Nach 2 Stunden kann die Umsetzung als beendet betrachtet werden, da sich die Gesamtmenge des Methylalkohols umgesetzt hat. Aus ioo g desselben erhält man 95g Essigsäure und 34 g Methylacetat.
  • Falls man als Katalysatoren Bromide verwenden will, ist es zweckmäßig, den Autoklaven mit Tantal auszufüttern, welcher säurebeständiger ist.
  • Bei Vergleichsversuchen mit Nickelbromid als Katalysator ohne Zusatz von Silber bzw. Silberhalogeniden erhielt man unter gleichen Bedingungen erheblich schlechtere Ausbeuten als bei den Versuchen gemäß obigen Beispielen, bei welchen in Gegenwart von Silber bzw. Silberhalogemden gearbeitet wurde.
  • Die genannten Beispiele sind nur zur beispielsweisen Erläuterung des Verfahrens beschrieben worden. Die Reaktion kann natürlich auch unter anderen Bedingungen, als oben angegeben, durchgeführt werden. So kann man z. B. kontinuierlich arbeiten, indem man durch einen Reaktionsraum, in welchem sich die Katalysatoren auf Trägern befinden, eine Mischung von Kohlenoxyd, Wasserstoff und Methyläther zirkulieren läßt. Dieser Mischung wird dann, indem man sie durch ein der Reaktionskammer vorgeschaltetes Sättigungsgefäß leitet, Methylalkohol und notfalls Wasser zugesetzt.
  • Wenn auch die obigen Beispiele lediglich auf die Herstellung von Essigsäure und Methylacetat Bezug nehmen, so ist zu erwähnen, daß dies lediglich der Einfachheit wegen geschah. Selbstverständlich lassen sich in analoger Weise auch andere Säuren bzw. Ester herstellen.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung organischer Säuren sowie deren Ester aus Alkoholen, die im Molekül ein Kohlenstoffatom weniger als die gebildete Säure enthalten, durch Reaktion der Alkohole mit Kohlenoxyd oder Kohlenoxyd enthaltenden Gasen unter Druck und erhöhter Temperatur in Gegenwart von Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man Katalysatoren verwendet, die aus mindestens einem Silberhalogenid bestehen oder Silber bzw. mindestens ein Silberhalogenid enthalten.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator eine Mischung aus Halogeniden verwendet, welche mindestens ein Silberhalogenid bzw. Silber und mindestens ein anderes Metallhalogenid enthält.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysatoren eine Mischung aus Halogeniden verwendet, welche mindestens ein Silberhalogenid bzw. Silber und mindestens ein Halogenid der Metalle der Eisengruppe enthält.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Katalysatoren verwendet, die durch Auftragen mindestens eines Metallhalogenids auf einen Silber enthaltenden Träger erhalten werden, so daß sich unter den Reaktionsbedingungen Silberhalogenide bilden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Katalysatoren verwendet, die durch Auftragen mindestens eines Halogenids eines Metalls der Eisengruppe auf einen Silber enthaltenden Träger erhalten werden, so daß sich unter den Reaktionsbedingungen Silberhalogenide bilden.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch i, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß man Katalysatoren verwendet, die außer den Haloöeniden des Silbers und der Metalle der Eisengruppe noch weitere Metallhalogenide enthalten, welche mit den genannten Halogeniden Verbindungen oder feste Lösungen bilden.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Temperaturen von über 25o° und bei einem Druck über ioo at arbeitet. B. Verfahren nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kohlenoxyd enthaltendes Gas eine Mischung aus Kohlenoxyd und Wasserstoff verwendet. g. Verfahren nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man in gasförmiger Phase arbeitet und die Katalysatoren sich auf einem Träger befinden, der entweder Wasser katalytisch abspaltet oder diese Wirkung nicht ausübt. io. Verfahren nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion in Gegenwart von Wasser oder Wasserdampf durchführt.
DEP56546A 1948-10-08 1949-10-01 Verfahren zur Herstellung organischer Saeuren sowie deren Ester Expired DE820303C (de)

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