CS256544B1

CS256544B1 - Způsob výroby l-methoxy-2-propanonu

Info

Publication number: CS256544B1
Application number: CS868600A
Authority: CS
Inventors: Libor Cerveny; Antonin Marhoul; Vlastimil Ruzicka; Miroslav Zbirovsky; Vaclav Konecny; Andrej Handlovsky; Juraj Tuleja
Original assignee: Libor Cerveny; Antonin Marhoul; Vlastimil Ruzicka; Miroslav Zbirovsky; Vaclav Konecny; Andrej Handlovsky; Juraj Tuleja
Priority date: 1986-11-25
Filing date: 1986-11-25
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS860086A1

Abstract

Způsob výroby l-methoxy-2-propanonu katalytickou dehydrogenaoí l-methoxy-2- -propanolu spočívá v tom, že se dehydro- genaoe provádí v přítomnosti katalyzátorů, která v neredukovanám stavu obsahují 15 až 60 % hmot. oxidu mědnatého, 10 až 50 % hmot. oxidu zinečnatého a 5 až 75 % hmot. oxidu hlinitého. Produkt je meziproduktem pro řadu organických syntéz a speciálních rozpoužtčdel.

Description

l-Methoxy-2-propanon /zvaný též methoxyaceton/ je speciálním ketonickým rozpouštědlem a meziproduktem organických syntéz a výrob. Dosud známé postupy jeho přípravy vycházejí zpravidla z l-methoxy-2-propanolu. Ten lze oxidovat v kapalné fázi bud chromovou směsí /J.Amer.Chem.Soc. 71, 3558 /1964/; Ann. 570, 54 /1950//, nebo chlornanem sodným /Brit. patent 2 119 362 z roku 1983/. V obou případech jsou však nevýhodou nízké výtěžky v důsledku neselektivity přeměn, obtížnost dělení reakčních směsí a zejména velká množství potřebných činidel a vznikajících odpadních roztoků. Průmyslově výhodnější se jeví postupy katalytické oxidace l-methoxy-2-propanolu v plynné fázi vzduchem. Tak US patent 2 170 855 z roku 1939 uvádí jako katalyzátory některé oxidy nebo kovy, jako jsou stříbro, měá, chrom, nikl, kobalt. Novější údaje /DAS 27 58 124 z roku 1977 a Ger. Offen. 28 15 752 z roku 1979/ doporučují užití řady katalytických vrstev postupně obsahujících stříbro, měň, případně i zinek a fosfor. V jiném případě se chrání i užití katalyzátorů na bázi kovů ruthenia, rhodia, palladia, platiny, iridia nebo osmia /US pat. 4 218 401 z roku 1980/. Ani v uvedených procesech oxidace l-methoxy-2-propanolu v plynné fázi se však nedosahuje selektivity a výtěžků vyšších než zhruba 70 řešení katalytických vrstev v reaktorech je přitom zřejmě velmi náročné na řízení, reprodukovatelnost a podobně. Navíc zde při oxidaci vždy vznikající voda značně ztěžuje dělení reakčních směsí.

Nepřímou oxidaci l-methoxy-2-propanolu na l-methoxy-2-propanon představuje katalytická dehydrogenace _t ch^ch/oh/ch₂och₅ ch₅coch₂och₅ + h₂ , kterou poprvé uvádí - vedle přímé oxidace vzduchem - již zmíněný starší US patent 2 170 855· Jako katalyzátory uvádí měů nebo slitinu mědi a chrómu, které jsou pro dehydrogenace alkoholů obecně známé. V uvažovaném případě výchozí l-methoxy-2-propanol není však jednoduchým alkoholem /jde o sloučeninu typu ether-alkohol/, jeho stabilita je často za reakčních podmínek omezená. Je tomu tak i za podmínek dehydrogenace podle US pat. 2 170 855, nebol i při nízké konverzi jen kolem 50 % se uvádí selektivita přeměny přibližně 90 %, přičemž bylo nutno pracovat za teplot kolem 280 °C a s velkým množstvím katalyzátoru, odpovídající jeho zatížení přibližně 0,66 objemu kapalného l-methoxy-2-propanolu na 1 objem katalyzátoru za hodinu.

US patent z roku 1969 chrání jako katalyzátor pro dehydrogenaci l-methoxy-2-propanolu v podstatě fosforečnan vápenato-nikelnatý, aktivovaný oxidem chromítým. Je nutno pracovat v přítomnosti vodní páry za teplot 550 až 450 °C. Při konverzi 55 % byl celkový výtěžek l-methoxy-2-propanonu jen 72,5 %·

Zřejmé problémy a nedostatky dehydrogenace alkoxyalkoholů se snažili vyřešit další původci tím, že výchozí měůnaté katalyzátory předem aktivovali určitým způsobem, který formulují v hlavním bodu předmětu vynálezu /Ger. Offen. 28 01 496 z roku 1978/. Předmět tohoto patentu zahrnuje též katalyzátory na bázi oxidu mědnatého a jeho směsí s oxidem chromitým nebo zinečnatým, případně i s nikelnatým, železnatým a vápenatým, dále teploty při dehydrogenaeí /200 až 400 °C/ a údaje o množství vody, které se tu přidávají pro zvýšení konverze a výtěžků k výchozímu alkoxyalkoholů /1 až 15 hmotn. % vody/. Při reakční teplotě 250 °G a zatížení katalyzátorů odpovídajících přibližně 0,85 hmot. dílů l-methoxy-2-pronolu na 1 hmot. díl katalyzátoru za hodinu bylo dosahováno konverze kolem 47 %·

V příkladech provedení uváděné reakční směsi obsahují kromě nezřeagováného l-methoxy-2-propanolu vždy kolem 5 hmot. % vedlejších produktů a přibližně totéž množství vody, která představuje značnou komplikaci při izolaci l-methoxy-2-propanonu z reakční směsi. Kromě toho katalyzátory podle předchozího postupu vyžadují zřejmě teploty 250 až 500 °G, jak vyplývá z příkladů provedení /i když v samotném předmětu uvažované přihlóš256544 ky je uvedeno rozmezí 150 až 400 °C/. Rovněž uváděný způsob aktivace katalyzátorů je poměrně náročný.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob dehydrogenace 1-methoxy-2-propanolu na l-methoxy-2-propanon podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se dehydrogenace provádí v přítomnosti katalyzátoru, který v neredukovaném stavu obsahuje 15 až 60 % hmot. oxidu měůnatého, 10 až 50 % hmot. oxidu zinečnatého a 5 až 75 % hmot. oxidu hlinitého. Příslušné katalyzátory se pochopitelně před vlastním použitím pro dehydrogenaci redukují obvyklým způsobem, tj. vodíkem, respektive jeho směsemi s dusíkem.

Katalyzátory jsou v daném procesu vysoce aktivní, vhodné reakční teploty jsou již nad 150 °C, z důvodů vyšších konverzí /podmíněných zde z rovnovážných důvodů vyšší teplotou/ až přibližně 280 °C,s výhodou se pracuje v rozmezí 180 až 250 °C. Uvažované katalyzátory jsou též značně selektivní a to i bez přídavku vodní páry, což značně zjednodušuje zpracování reakčních směsí. Tyto katalyzátory jsou schopné podstatně vyššího Zatížení a vykazují dobrou životnost.

postup podle tohoto vynálezu je zřejmý z následujících příkladů konkrétního provedení.

Příklad 1

Dehydrogenace l-methoxy-2-propanolu byla prováděna ve skleněném trubkovém reaktoru s regulovanou teplotou při 150 °C. Reaktor byl dlouhý 410 mm, jeho vnitřní průměr byl 7 mm. Bylo použito 1,5 g katalyzátoru obsahujícího 31 % hmot. oxidu měůnatého, 31 % hmot. oxidu zinečnatého a 38 % hmot. oxidu hlinitého, o zrnění O',75 až 1,25 mm, redukovaného směsí dusíku a vodíku /poměr průtoků byl měněn od 8:1 až po práci s čistým vo- ' díkem/ při 180 °C po dobu 5 hodin. l-Methoxy-2-propanol byl dávkován rychlostí 15,2 g/hod., do reaktoru byl současně uváděn vodík při průtoku 225 ml/hod. V ustáleném stavu obsahovala reakční směs 29 % hmot. l-methoxy-2-propanonu, 70 % hmot. nezreagovaného l~methoxy~2-propanolu a 1 % hmot. lehčích štěpných podílů

- 4 Příklad 2

Byl proveden analogicky jako příklad 1 s tím rozdílem, že dehydrogenace byla prováděna při teplotě 230 °C. V ustáleném stavu obsahovala reakční směs 54 % hmot. l-methoxy-2-propanonu 41 % hmot. nezreagovaného l-methoxy-2-propanolu a 5 % hmot. lehčích štěpných podílů.

Příklad 3

Byl proveden analogicky jako příklad 2 s tím rozdílem, že byl použit katalyzátor, obsahující 15 % hmot. oxidu mědnatého, 10 % hmot. oxidu zinečnatého a 75 % hmot. oxidu hlinitého.

V ustáleném stavu obsahovala reakční směs 45 % hmot. 1-methoxy-2-propanonu, 47 % hmot. nezreagovaného l-methoxy-2-propanolu a 8 % hmot. lehčích štěpných podílů.

Příklad 4

Byl proveden analogicky jako příklad 2 s tím rozdílem, že byl použit katalyzátor, obsahující 55 % hmot. oxidu mědnatého, 30 % hmot. oxidu zinečnatého a 15 % hmot. oxidu hlinitého.

V ustáleném stavu obsahovala reakční směs 52 % hmot. 1-methoxy-2-propanonu, 41 % hmot. nezreagovaného l-methoxy-2-propanolu a 7 % hmot. lehčích štěpných podílů.

Claims

Způsob výroby l-methoxy-2-propanonu katalytickou dehydrogenací l-methoxy-2-propanolu, vyznačený tím, že se dehydrogenace provádí v přítomnosti katalyzátorů obsahujících v neredukovaném stavu 15 až 60 % hmot. oxidu mědnatého, 10 až 50 % hmot. oxidu zinečnatého a 5 až 75 % hmot. oxidu hlinitého.