CH628602A5 - Process for the preparation of 2,6-di-tert-butylphenol - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von 2,6-Di-tertiärem-butylphenol durch Alkylierung von Phenol mit Isobutylen bei erhöhter Temperatur in Anwesenheit eines aluminiumhaltigen Katalysators.
2,6-Di-tertiäres-butylphenol wird weitgehend in der organischen Synthese und insbesondere zur Herstellung von Phenolstabilisiermittel eingesetzt, welche zur Stabilisierung von synthetischem Kautschuk, Kunststoffen, Synthesefasern Verwendung finden. Ein Phenolstabilsiermittel ist beispielsweise 4-Methyl-2,6-di-tertiäres-butylphenyl (Jonol), das auch als Antioxydiationsmittel für Öle, Brennstoffe und andere Erdölerzeugnisse verwendet werden kann.
Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von 2,6-Di-ter-tiärem-butylphenol beruht auf der Alkylierung von Phenol mit Olefin in Anwesenheit von Aluminiumphenolat.
Nach dem genannten Verfahren wird 2,6-Di-tertiäres-bu-tylphenol in 75 bis 78 Gew.-%iger Ausbeute erhalten, während Nebenprodukte, d.h. para-tertiäres Butylphenol, 2,4-Di-tertiäres-butylphenol und Tri-tertiäres-butylphenol, 25 bis 22 Gew.-% betragen.
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von 2,6-Di-tertiärem-butylphenol durch Alkylierung von Phenol mit Isobutylen in Gegenwart von Aluminiumchlorid bei einem Druck von 70 atm bekannt. Gemäss diesem Verfahren beträgt die Ausbeute am gewünschten Produkt 56 bis 60 Gew.-%.
Es ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von 2,6-Di-tertiärem-butylphenol durch Alkylierung mit Isobutylen in Anwesenheit von Aluminiumphenolat unter Zugabe von Halogenverbindungen (wie tertiäres Butylchlorid) bei einem Druck von 63 atm bekannt. Gemäss diesem Verfahren beträgt die Ausbeute nicht mehr als 36 Gew.-%. Der Nachteil der bekannten Verfahren beruht auf einer geringen Ausbeute des gewünschten Produktes.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von 2,6-Di-terti-ärem-butylphenol ist bekannt, nach dem das Phenol mit Isobutylen in Gegenwart von Aluminiumphenolat bei einer Temperatur von 150 °C und einem Druck von 45 bis 50 atm alkyliert wird.
Die Ausbeute an 2,6-Di-tertiärem-butylphenol liegt zwischen 76 und 79 Gew.-%. Trotz hoher Ausbeute hat das Verfahren Nachteile, berührend auf der Kompliziertheit der technologischen Gestaltung und der Notwendigkeit, hohe Drücke anzuwenden.
Zweck der vorliegenden Erfindung bestand darin, das Verfahren zur Herstellung von 2,6-Di-tertiärem-butylphenol, welches die Erhöhung der Ausbeute unter gleichzeitiger Vereinfachung des Vorgangs ermöglicht, zu vervollkommen.
In Übereinstimmung mit diesem Ziel wurde die Aufgabe gestellt, die darauf beruhte, einen neuen Katalysator aufzufinden, der es ermöglicht, die Selektivität des Verfahrens in bezug auf das gewünschte Endprodukt zu erhöhen.
Die gestellte Aufgabe wurde durch ein Verfahren zur Herstellung von 2,6-Di-tertiärem-butylphenol durch Alkylierung von Phenol mit Isobutylen bei einer erhöhten Temperatur in Gegenwart eines aluminiumhaltigen Katalysators gelöst, welches erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass man als aluminiumhaltigen Katalysator Phenyloxyorthotertiäre-bu-tylenphenoxyhydroaluminiumsäure der Formel
[(OC6Hs)„(ortho-tert. C4H9C6H40)mAl] H
verwendet, worin n = 1 bis 3, m = 1 bis 3 und n + m = 4 sind.
Vorzugsweise wird die Alkylierung bei einer zwischen 100 und 110 °C liegenden Temperatur durchgeführt.
Der genannte Katalysator gestattet es, das Verfahren unter milden Bedingungen, d.h. unter Atmosphärendruck, auszuführen und die Selektivität des Prozesses in bezug auf das Endprodukt auf 90 bis 95 % und somit die Ausbeute auf 80 Gew.- % zu erhöhen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren wei folgt durchgeführt:
In einen Reaktor bringt man das Phenol und den genannten Katalysator ein; man erhitzt das Gemisch auf eine zwischen 100 und 110 °C liegende Temperatur und leitet durch das Gemisch Isobutylen 88 Stunden lang durch. Das erhaltene Alkylat wird unter Vakuum rektifiziert. Nach der Umkristalli-sation des Produktes aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen erhält man 2,6-Di-tertiäres-butylphenol von 100%iger Reinheit.
Der Katalysator für die Alkylierung kann durch die Umsetzung von Aluminiumphenolat mit Ortho-tertiärem-butyl-phenol und anschliessende Rektifikation des Alkylates erhalten werden. Die Katalysatormenge, bezogen auf Aluminium kann im Laufe der Alkylierung zwischen 0,5 bis 1 Gew.-% schwanken.
Wie oben erwähnt, wird das erfindungsgemässe Verfahren bevorzugt bei einer zwischen 100 und 110 °C liegenden Temperatur ausgeführt. Die Durchführung der Alkylierung bei einer Temperatur von weniger als 100 °C fürht zur Herabsetzung der Ausbeute an 2,6-Di-tertiärem-butylphenol, und die Durchführung der Alkylierung bei einer über 110 °C liegenden Temperatur hat unerwünschte Veränderungen der Zusammensetzung von Alkylphenolen und eine erhöhte Mënge von Nebenprodukten zur Folge.
Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung werden die nachfolgenden Beispiele angeführt:
Beispiel 1
74,98 g Katalysator der Zusammensetzung [(C6H50)2-(or-tho-tert.C4H9C6H40)2Al] H setzt man einem Gemisch aus 172,4 g Phenol und 156 g Ortho-tertiärem-butylphenol zu; man erhitzt das Gemisch auf 110°C und leitet Isobutylen 8 Stunden lang hindurch. Man erhält 697 g an Alkylat der folgenden Zusammensetzung (in Gew.-%):
Phenol 0,2
Ortho-tertiäres-butylphenol 10,5
2,6-Di-tertiäres-butylphenol 80,1
2,4-Di-tertiäres-butylphenol 0,2
2,4,6-Tri-tertiäres-butylphenol 9,0
Das Alkylat wird vom Katalysator durch wässrige Hydrolyse befreit und unter Vakuum rektifiziert. Das ausgeschiedene 2,6-di-tertiäre-butylphenol hat eine Schmelztemperatur von 35 °C. Die Ausbeute beträgt 80,1 Gew.-Cr (der Theorie). Um 2,6-Di-tertiäres-butylphenol von 100f Piger Reinheit herzustellen, unterwirft man das erhaltene Produkt einer Rektifikation und Umkristallisation aus geradkettigen Kohlenwasserstoffen.
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628 602
Nach Angaben der Gas-FIüssigkeit-Chromatorgraphie beträgt der Reinheitsgrad I00rr und der Schmelzpunkt 35,2 °C.
Beispiel 2
25,0 g Katalysator der Formel [(OC6H5)3(ortho-tert.C4Hi)C5H40) Al j H vermischt man mit 100 g Phenol und 40 g Ortho-tertiärem-butylphenol. Man erhitzt das Gemisch auf 105 °C und leitet Isobutylen 8 Stunden lang hindurch. Das erhaltene Alkylat wird vom Katalysator befreit, und es wird ein Gemisch von Alkylenphenolen folgender Zusammensetzung (in Gew.-rf ) erhalten:
Phenol 0,6
Ortho-tertiäres-butylphenol 16,2
2,6-Di-tertiäres-butylphenol 76,0
2.4-Di-tertiäres-butylphenol 0,2
2,4,6-Tri-tertiäres-butylphenol 5,0
Die Selektivität des Verfahren beträgt 94,47'V.
Beispiel 3
37,49 g Katalysator der Zusammensetzung [(OC6H5)-or-tho-tert.C4Hl)C6H40);|Al] H vermischt man mit 86,2 g Phenol.
Phenol 0,2
Ortho-tertiäres-butylphenol 10,6
2,6-Di-tertiäres-butylphenol 80,0
2,4-Di-tertiäres-butylphenol 0,4
5 2,4,6-Di-tertiäres-butyphenol 9,0
Man erhitzt das Gemisch auf 110 °C und leitet Isobutylen 8 Stunden lang durch. Das erhaltene Alkylat wird vom Katalysator befreit, und man erhält ein Gemisch von Alkylphenolen folgender Zusammensetzung (in Gew.-%):
Die Selektivität des Verfahrens beträgt 90,5%.
Präparat
Dieses Präparat veranschaulicht die Herstellung des Kataly-sators, der in Biespiel 1 verwendet wurde.
30,6 g Aluminiumphenolat, gelöst in einem aliphatischen Lösungsmittel, wie z.B. Heptan, vermischt man mit 30 g Or-tho-tertiärem-butylphenol. Das Gemisch wird 1 Stunde lang bei Raumtemperatur umgerührt, und nach der Entfernung des 20 Lösungsmittels werden 51,2 g Katalysator folgender Zusammensetzung
[(OC6Hs)2(ortho-tert.C4H8C6H40)2Al] H erhalten.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von 2,6-Di-tertiärem-butyI-phenol durch Alkylierung von Phenol mit Isobutylen bei erhöhter Temperatur in Anwesenheit eines aluminiumhaltigen Katalysators, dadurch gekennzeichnet, dass man als aluminiumhaltigen Katalysator Phenyloxyortho-tertiäre-butylphen-oxy-hydroaluminiumsäure der Formel
[(OC6Hs)n(ortho-tert. C4H9C6H40)mAl] H,
worin n = 1 bis 3, m = 1 bis 3 und n + m = 4 sind, einsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Alkylierung bei einer zwischen 100 bis 110 °C liegenden Temperatur durchführt.
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