CH349963A - Procédé de préparation de trialcoylbenzènes - Google Patents

Description

  
 



  Procédé de préparation de trialcoylbenzènes
 La présente invention concerne un procédé de préparation de trialcoylbenzènes par réaction d'un xylène ou d'un mélange de xylènes avec un alcène contenant de 2 à 3 atomes de carbone dans la molécule en présence d'un catalyseur inorganique d'alcoylation à réaction acide. Du mélange de réaction contenant du ou des xylènes, des trialcoylbenzènes et des polyalcoylbenzènes supérieurs, on sépare les trialcoylbenzènes et recycle le ou les xylènes et les polyalcoylbenzènes supérieurs dans la zone de réaction, ladite réaction étant effectuée à une température comprise entre - 80 et 1500 C, en une période de 0,1 à 10 heures, et avec un rapport de 2,6 à 3,5 moles d'alcoyle, respectivement d'alcène, total dans les réactifs par mole de xylène.



   La quantité de catalyseur peut varier entre 0,005 et 0,25 mole par mole de xylène.



   Le présent procédé permet ainsi de préparer d'une façon économique des trialcoylbenzènes susceptibles d'être oxydés en donnant des acides tricarboxyliques de valeur, tels que les acides trimésique et trimellique.



   Dans les exemples qui suivent,   parties  et     0/ou    signifient des parties et des O/o en poids, à moins qu'il ne soit spécifié autrement.



   Exemple I
 Dans un vase de réaction convenable à surface interne résistant à la corrosion (par exemple en verre, céramique, ou métal ou alliage résistant à la corrosion), muni de moyens d'agitation par gaz ou mécaniques, et de moyens pour en chauffer ou refroidir le contenu, tels qu'un serpentin ou une chemise, d'un condenseur à reflux, d'un tube d'introduction de gaz, et éventuellement d'un passage de sortie de substances à bas point d'ébullition, on introduit:

   476 parties d'un mélange de xylènes (contenant
 environ   28 0/o    d'ortho-,   51 0/o    de méta-, et
   21 oxo    de para-),
 14,5 parties de chlorure d'aluminium anhydre, et
 7,5 parties de chlorure d'éthyle;
 on fait alors absorber en une période d'environ   2/3    d'heure 105 parties d'éthylène, en maintenant la température entre environ 70 et 1000 C. Le taux d'alimentation en éthylène est maintenu sensiblement constant pendant ce temps de réaction.



   La masse de réaction est alors refroidie et   l'on    obtient environ 605 parties d'un produit que   l'on    ajoute à une solution diluée (17   O/o)    d'acide chlorhydrique; le mélange résultant est agité pendant environ   5/4    d'heure. On sépare la couche d'hydrocarbures et la lave avec un volume approximativement égal d'hydroxyde de sodium à 10    /o,    puis deux fois avec un égal volume d'eau. La couche d'hydrocarbure est alors séchée avec du chlorure de calcium puis fractionnée dans une colonne.

   On obtient:
 Temp. de   O/o      O/o       vap. o en poids en moles   
Xylènes
 n'ayant pas réagi 138-144 28,0 33,7
Ethylxylènes 183-193 57,1 54,4
Diéthylxylènes 224 14,9 11,9
 On notera que le rapport alcoyle/benzène dans l'exemple qui précède, est de 2,78. Ce rapport de l'alcoyle total dans les réactifs au benzène est obtenu en rapportant le total des groupes alcoyle dans le  mélange de réaction (alcène + groupes alcoyle sur les noyaux benzéniques) aux noyaux de benzène.



   Les xylènes n'ayant pas réagi et le diéthylxylène sont recyclés et ajoutés à du xylène et de l'éthylène frais en quantités telles que le rapport alcoyle/ benzène soit maintenu à environ 2,78. En outre, une quantité de catalyseur proportionnelle à celle du xylène frais est ajoutée au système lors du recyclage.



  On obtient ainsi un mélange de réaction semblable à celui décrit ci-dessus pour la première alcoylation, mélange duquel on a séparé   l'éthylxylène,    et recyclé le xylène n'ayant pas réagi et les polyalcoylbenzènes supérieurs (diéthylxylène, etc.).



   Cet exemple montre une réalisation de l'invention par laquelle il est possible, en utilisant du xylène et de l'éthylène, d'obtenir un rapport en poids trialcoyl  benzène/polyalcoylbenzènes    élevé, tel que 3,83.



   Si   l'on    remplace le chlorure d'aluminium utilisé dans le précédent exemple par des catalyseurs inorganiques à réaction acide tels que le trifluorure de bore ou le fluorure d'hydrogène, on obtient un produit de réaction ayant un rapport trialcoylbenzènes/ polyalcoylbenzènes supérieurs élevé, produit dont on sépare les trialcoylbenzènes cherchés, les xylènes n'ayant pas réagi et les polyalcoylbenzènes supérieurs étant recyclés.



   Exemple 2
 On opère comme à l'exemple 1, en employant 530 parties du mélange de xylènes (tel qu'à l'exemple 1), 16 parties de chlorure d'aluminium et 8 parties de chlorure d'isopropyle. On ajoute alors 200 parties de propylène en une période d'environ 1 heure, la masse de réaction étant maintenue à environ 300 C. On obtient une masse de réaction contenant:
 Temp. de   Olo      O/o   
 vap. oC en poids en moles
Xylènes
 n'ayant pas réagi 138-144 14,9 20,6
Isopropylxylènes 195-203 61,3 60,9
Diisopropylxylènes résidu 23,8 18,5
 On notera que le rapport alcoyle/benzène dans cet exemple est de 2,98. Le rapport en poids trialcoylbenzènes/polyalcoylbenzènes supérieurs est de 2,57.



   L'oxydation d'un échantillon de cet isopropylxylène en utilisant de l'acétate de cobalt, de l'acétate de manganèse et du bromure d'aluminium comme catalyseur, donne un excellent rendement en un acide tribasique ayant un indice d'acide d'environ 785.



   Exemple 3
 Dans le vase de réaction de l'exemple 1, on introduit 500 parties d'o-xylène, 21 parties de chlorure d'aluminium et 10 parties de chlorure d'éthyle. Le mélange est chauffé à 900 C et maintenu à cette température pendant qu'on y introduit, en   3/4    d'heure environ, 115 parties d'éthylène. On opère comme indiqué à l'exemple 1, et on obtient:
   O/o    en poids   O/o    en moles
 Xylène 21,2 26,1
 Ethylxylènes 63,0 61,2
 Diéthylxylènes 15,8 12,7
 On voit que le rapport alcoyle/benzène est de 2,86 et que le rapport en poids trialcoylbenzènes/ polyalcoylbenzènes supérieurs est de 3,95.



   L'oxydation d'un échantillon de cet éthylxylène donne un rendement de 76   O/o    en poids d'acides tribasiques ayant un indice d'acide d'environ 784.



   Exemple 4
 On répète l'exemple 3 en remplaçant   l'o-xylène    qui y est employé par du m-xylène. On obtient:
   O/o    en poids    lo    en moles
 Xylène 14,8 19,0
 Ethylxylènes 57,6 58,0
 Diéthylxylènes 27,6 23,0
 On notera que le rapport en poids trialcoylbenzènes/polyalcoylbenzènes supérieurs est de 2,09.



   Une oxydation d'une portion de ces éthylxylènes donne un rendement de   85,2 o/o    en poids en acides tribasiques ayant un indice d'acide d'environ 780.



   On se rendra compte que, dans les exemples 2-4, les xylènes qui n'ont pas réagi et les polyalcoylbenzènes supérieurs peuvent être ramenés à la zone de réaction comme décrit à l'exemple 1. D'autres changements de la quantité du catalyseur employé aux exemples 1 à 3 ont pour effet des changements du rapport en poids   trialcoylbenzèneslpolyalcoylbenzènes    supérieurs dans le mélange de réaction. En effet, ce rapport en poids augmente quand la quantité utilisée de catalyseur est augmentée jusqu'à environ 0,25 mole de catalyseur par mole de xylène.   I1    est surprenant que l'augmentation de la quantité de catalyseur ne produise pas une augmentation correspondante du composé plus alcoylé, mais produise plutôt les trialcoylbenzènes.

   En général la quantité de catalyseur à utiliser est comprise entre environ 0,005 et 0,25 mole de catalyseur par mole de xylène; des résultats avantageux sont obtenus en employant 0,01 à 0,1 mole de catalyseur par mole de xylène, et on préfère utiliser le catalyseur en des quantités comprises entre 0,02 et 0,05 mole par mole de xylène.



   Les avantages du présent procédé sont particulièrement manifestes quand on utilise une quantité d'alcène comme cela a été décrit ou un mélange contenant celui-ci en une quantité telle que le rapport alcoyle/benzène comme défini ci-dessus soit compris entre 2,6 et 3,5. Ce rapport est avantageusement compris entre 2,6 et 3,3 et, de préférence, entre 2,7 et 3,1. On peut obtenir des résultats comparables à ceux mentionnés dans les exemples qui précèdent en apportant diverses modifications aux manières d'opérer décrites. Par exemple, le catalyseur peut être un  autre catalyseur inorganique à réaction acide que ceux mentionnés, par exemple l'acide sulfurique,
L'acide phosphorique et semblables.

   Des résultats particulièrement avantageux sont obtenus en utilisant comme catalyseurs le fluorure d'hydrogène et le trifluorure de bore ; on préfère cependant employer comme catalyseur le   trichiorure    d'aluminium. La température de réaction est comprise entre - 80 et 1500 C et, de préférence, entre 50 et 1100 C lorsque   l'on    emploie le chlorure d'aluminium comme catalyseur. La durée de la réaction peut être de 0,1 à 10 heures, et, de préférence, de 0,5 à 4 heures.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION: Procédé de préparation de trialcoylbenzènes, caractérisé en ce que l'on fait réagir un xylène ou un mélange de xylènes avec un alcène contenant de 2 à 3 atomes de carbone dans la molécule, en présence d'un catalyseur d'alcoylation inorganique à réaction acide, en ce que l'on sépare les trialcoylbenzènes du mélange de réaction contenant du ou des xylènes, des trialcoylbenzènes et des polyalcoylbenzènes supérieurs et en ce que l'on recycle le ou les xylènes et les polyalcoylbenzènes supérieurs dans la zone de réaction, ladite réaction étant effectuée à une température comprise entre - 80 et 1500 C, en une période de 0,1 à 10 heures et avec un rapport de 2,6 à 3,5 moles d'alcoyle, respectivement d'alcène, total dans les réactifs par mole de xylène.

   SOUS-REVENDICATIONS: 1. Procédé selon la revendication, dans lequel le catalyseur est le chlorure d'aluminium.

   2. Procédé selon la revendication, dans lequel le catalyseur est un mélange de trifluorure de bore et de fluorure d'hydrogène.

   3. Procédé selon la revendication, dans lequel la quantité de catalyseur employée est de 0,005 et 0,25 mole par mole de xylène.

   4. Procédé selon la sous-revendication 3, dans lequel le catalyseur est le chlorure d'aluminium.

   5. Procédé selon la sous-revendication 4, dans lequel on utilise 0,02 à 0,05 mole de chlorure d'aluminium par mole de xylène.

   6. Procédé selon la sous-revendication 3, dans lequel le catalyseur est un mélange de trifluorure de bore et de fluorure d'hydrogène.

   7. Procédé selon la revendication, dans lequel on travaille de façon à obtenir un mélange ayant un rapport en poids des trialcoylbenzènes aux polyalcoylbenzènes supérieurs d'au moins un.

   8. Procédé selon la sous-revendication 7, dans lequel le catalyseur est le chlorure d'aluminium.

   9. Procédé selon la sous-revendication 7, dans lequel le catalyseur est un mélange de trifluorure de bore et de fluorure d'hydrogène.