ES2686984T3 - Procedimiento para la preparación de ciclododecanona - Google Patents

Procedimiento para la preparación de ciclododecanona Download PDF

Info

Publication number
ES2686984T3
ES2686984T3 ES15177200.1T ES15177200T ES2686984T3 ES 2686984 T3 ES2686984 T3 ES 2686984T3 ES 15177200 T ES15177200 T ES 15177200T ES 2686984 T3 ES2686984 T3 ES 2686984T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
cdon
cdan
give
cden
separated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES15177200.1T
Other languages
English (en)
Inventor
Kévin Micoine
Ralf Meier
Jürgen HERWIG
Martin Roos
Harald HÄGER
Luca Cameretti
Jens Döring
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Evonik Degussa GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Evonik Degussa GmbH filed Critical Evonik Degussa GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2686984T3 publication Critical patent/ES2686984T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/56—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds from heterocyclic compounds
    • C07C45/57—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds from heterocyclic compounds with oxygen as the only heteroatom
    • C07C45/58—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds from heterocyclic compounds with oxygen as the only heteroatom in three-membered rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/51—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by pyrolysis, rearrangement or decomposition
    • C07C45/511—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by pyrolysis, rearrangement or decomposition involving transformation of singly bound oxygen functional groups to >C = O groups
    • C07C45/512—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by pyrolysis, rearrangement or decomposition involving transformation of singly bound oxygen functional groups to >C = O groups the singly bound functional group being a free hydroxyl group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/44—Palladium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C249/00—Preparation of compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton
    • C07C249/04—Preparation of compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton of oximes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/48—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by oxidation reactions with formation of hydroxy groups
    • C07C29/50—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by oxidation reactions with formation of hydroxy groups with molecular oxygen only
    • C07C29/52—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by oxidation reactions with formation of hydroxy groups with molecular oxygen only in the presence of mineral boron compounds with, when necessary, hydrolysis of the intermediate formed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/002—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by dehydrogenation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/28—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation of CHx-moieties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/78—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C45/81—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation
    • C07C45/82—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation by distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D201/00—Preparation, separation, purification or stabilisation of unsubstituted lactams
    • C07D201/02—Preparation of lactams
    • C07D201/04—Preparation of lactams from or via oximes by Beckmann rearrangement
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D225/00—Heterocyclic compounds containing rings of more than seven members having one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D225/02—Heterocyclic compounds containing rings of more than seven members having one nitrogen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00—Preparation of oxiranes
    • C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
    • C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
    • C07D301/12—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with hydrogen peroxide or inorganic peroxides or peracids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/08—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
    • C08G69/14—Lactams
    • C08G69/16—Preparatory processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00—Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12—Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14—The ring being saturated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D201/00—Preparation, separation, purification or stabilisation of unsubstituted lactams
    • C07D201/02—Preparation of lactams
    • C07D201/04—Preparation of lactams from or via oximes by Beckmann rearrangement
    • C07D201/06—Preparation of lactams from or via oximes by Beckmann rearrangement from ketones by simultaneous oxime formation and rearrangement

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Polyamides (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Procedimiento para la preparación de ciclododecanona (CDON) por medio de una ruta de reacción I, que comprende las etapas de a. Epoxidación de ciclododeceno (CDEN) para dar epoxiciclododecano (epóxido de CDAN) y b. Transposición del epóxido de CDAN para dar CDON con la obtención de una mezcla, que contiene ciclododecano (CDAN), caracterizado por que el CDAN se separa de la mezcla que contiene CDON y se oxida para dar CDON y el CDAN separado se alimenta antes de la realización de la oxidación a una ruta de reacción II para la preparación CDON, que comprende i. Hidrogenación de ciclododecatrieno (CDT) para dar CDAN, ii. Oxidación de CDAN para dar una mezcla que comprende ciclododecanol (CDOL) y CDON y iii. Deshidrogenación de CDOL para dar CDON.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
DESCRIPCION
Procedimiento para la preparación de ciclododecanona
La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de ciclododecanona, a un procedimiento para la preparación de laurinlactama, así como un procedimiento para la preparación de poliamida 12.
La ciclododecanona (CDON) se utiliza para la síntesis de laurinlactama. La lactama es adecuada, a su vez, para la preparación de poliamida 12.
La preparación de CDON puede realizarse partiendo de ciclododecatrieno (CDT). En primer lugar puede efectuarse una hidrogenación selectiva de ciclododecatrieno (CDT) para dar ciclododeceno (CDEn). A continuación se realiza una epoxidación de CDEN para dar epoxiciclododecano (epóxido de CDAN) y la transposición del epóxido de CDAN para dar ciclododecanona (CDON). Partiendo de CDEN, la síntesis de CDON comprende las etapas siguientes:
a. Epoxidación de ciclododeceno (CDEN) para dar epoxiciclododecano (epóxido de CDAN) y
b. Transposición del epóxido de CDAN para dar CDON con la obtención de una mezcla que contiene ciclododecano (CDAN).
La mezcla (mezcla que contiene CDON), que puede obtenerse mediante la transposición, comprende, por lo tanto, por lo menos CDON y CDAN.
En este procedimiento de preparación de CDON surge el problema de que pueden producirse cantidades significativas de CDAN o CDEn. Este problema se agudiza con el envejecimiento de los catalizadores que, dado el caso, se utilizan. Las cantidades producidas de productos secundarios pueden ser superiores al 20 % en peso con respecto a la mezcla que contiene CDON resultante de la transposición.
La elevada proporción de CDAN puede repercutir de forma desventajosa en las reacciones posteriores tales como la preparación de laurinlactama.
Por lo tanto, el objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un nuevo procedimiento para la preparación de CDON, por medio del que se reduzca la proporción de CDAN en el producto final CDON. Además, el procedimiento de preparación deberá ser, en general, económico.
El documento EP 1 090 900 A1 divulga un procedimiento para la preparación de ciclododecanona (CDON) partiendo de epóxido de ciclododecano (epóxido de CDAN).
Además, se ha descubierto un nuevo procedimiento para la preparación de CDON que comprende las etapas mencionadas al comienzo del presente documento a y b, que en lo sucesivo se denomina ruta de reacción I. El CDAN se separa de la mezcla que contiene CDON y se oxida para dar CDON (procedimiento de la CDON según la invención).
El procedimiento de la CDON según la invención puede llevarse a cabo en continuo o de modo discontinuo.
La transposición se lleva a cabo preferentemente a una presión de hidrógeno máxima de 0,9 bar. Preferentemente la presión de hidrógeno es de 0 a 0,9 bar, de forma particularmente preferida de 0 a 0,5 bar. El procedimiento según la invención puede llevarse a cabo sin hidrógeno, pero se prefiere para impedir la formación de productos secundarios insaturados disponer previamente por lo menos una pequeña cantidad de hidrógeno. Esta puede presentar de 0,05 a 0,5 bar, preferentemente de 0,1 a 0,4 bar.
Los datos de presión indicados anteriormente se refieren a la presión parcial de hidrógeno en el sistema. Habitualmente son componentes de la mezcla de reacción, incluido el disolvente, el aire o gases inertes tales como nitrógeno o argón, otros componentes gaseosos del sistema.
Por transposición, en el contexto del procedimiento de la CDON según la invención, se entiende, en particular, una reacción en la que se obtiene por lo menos el 90 % en peso de CDON, con respecto al peso total de CDON producida y CDOL.
Preferentemente el CDEN se obtiene para la epoxidación (etapa a) a partir de CDT. El CDT, a su vez, puede obtenerse a partir de 1,3-butadieno. La hidrogenación selectiva de CDT puede realizarse en fase gaseosa con una presión parcial de hidrógeno reducida y un catalizador que contenga Pd (documento EP 1457476). En la etapa se produce habitualmente del 5 al 15 % en peso de CDAN (ciclododecano) en CDEN.
La epoxidación de CDEN según la etapa a puede llevarse a cabo con peróxido de hidrógeno, por medio de un catalizador de transferencia de fase y una sal metálica en un pH ácido. El CDAN contenido en el CDEN actúa como
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
acelerador de la sedimentación (documento EP 1411050, documento EP 1411051). Después de la reacción se obtiene epóxido de CDAN, que además puede comprender CDAN, CDEN sin reaccionar, o ambos.
El CDAN puede separarse antes de la transposición (etapa b) por lo menos parcialmente. Preferentemente, este CDAN se oxida para dar CDON.
En la oxidación de CDAN para dar CDON puede producirse por lo menos parcialmente CDOL. El CDOL puede deshidrogenarse después para dar CDON.
La transposición según la etapa b se realiza preferentemente en presencia de un catalizador (sistema de catalizadores) que contiene metal noble, conteniendo preferentemente el catalizador dióxido de titanio, dióxido de circonio o ambos. En esta etapa de reacción se forma CDON, que contiene CDAN como producto secundario (mezcla que contiene CDON). Además, pueden estar contenidos CDEN, CDOL o mezclas de los mismos como productos secundarios. También pueden estar contenidos otros productos secundarios que presentan puntos de ebullición superiores con respecto a la CDON (productos de alto punto de ebullición). Preferentemente, la transposición no se lleva a cabo en presencia de hidróxidos de metales alcalinos como catalizadores.
El metal noble del sistema de catalizadores se elige preferentemente de entre rutenio, rodio, paladio, osmio, iridio y platino, prefiriéndose el rutenio, el paladio y el platino y prefiriéndose particularmente el paladio. El metal noble puede estar presente en forma de polvo (en forma no soportada) o en forma soportada. En forma de polvo son adecuados, por ejemplo, metales nobles elementales o sus óxidos.
Además, puede estar contenido por lo menos un óxido metálico como componente adicional del sistema de catalizadores. El óxido metálico del sistema de catalizadores comprende dióxido de titanio, dióxido de circonio o mezclas de los mismos o está constituido por lo menos uno de los óxidos mencionados anteriormente. Entre los mismos están comprendidos también materiales dopados o recubiertos con dióxido de titanio o dióxido de circonio tales como óxido de aluminio o dióxido de silicio.
El óxido metálico del sistema de catalizadores puede actuar como soporte para el metal noble del sistema de catalizadores. El metal noble puede aplicarse, si se desea, sobre un soporte alternativo, que se elige preferentemente de entre óxido de aluminio, dióxido de silicio o carbón activo. El dióxido de titanio o el dióxido de circonio son soportes preferidos.
Los óxidos metálicos del sistema de catalizadores, así como los soportes alternativos, pueden estar presentes en forma de polvo o como cuerpos moldeados. Los cuerpos moldeados adecuados son esferas, materiales extrudidos, comprimidos, granulados y gránulos. Se prefiere que el soporte del metal noble esté presente como un cuerpo moldeado. También se prefiere que el óxido metálico del sistema de catalizadores, cuando no está actuando como soporte, esté presente como un cuerpo moldeado.
El sistema de catalizadores puede estar presente, por lo tanto, independientemente uno de otro, como una de las formas de sistemas siguientes:
I) El metal noble no está soportado; como óxido metálico del sistema de catalizadores está contenido por lo menos dióxido de titanio o dióxido de circonio.
II) El metal noble está soportado, pero el soporte no contiene dióxido de titanio ni dióxido de circonio, ni está constituido por los mismos. El sistema contiene adicionalmente por lo menos un óxido metálico, que se elige de entre dióxido de titanio o dióxido de circonio.
III) El metal noble está soportado sobre un óxido metálico, que se elige de entre dióxido de titanio y dióxido de circonio, no estando contenido preferentemente el dióxido de titanio.
Se prefieren las formas de sistema II y III, prefiriéndose particularmente la forma de sistema III.
El dióxido de titanio adecuado como óxido metálico del sistema de catalizadores puede obtenerse mediante el procedimiento del sulfato, el procedimiento del cloruro o mediante hidrólisis de llama (procedimiento pirogénico) de tetracloruro de titanio. Todos los procedimientos son conocidos por el experto. Algunas modificaciones adecuadas son el rutilo y la anatasa, pudiendo contener el dióxido de titanio utilizado mezclas de las modificaciones mencionadas.
El dióxido de titanio producido mediante el procedimiento del sulfato o del cloruro puede reaccionar de forma ácida en agua, presentando los compuestos habitualmente un valor del pH de 3 o inferior (dióxido de titanio ácido). Además, el dióxido de titanio ácido contiene generalmente más del 5 % en peso, con respecto al peso total del soporte de dióxido de titanio, de sustancias tales como sulfato de titanilo o hidróxido de titanilo. Un dióxido de titanio a base de un dióxido de titanio ácido está comercialmente disponible como Aerolyst 7750 (Evonik, Alemania). El dióxido de titanio ácido es menos preferido para el presente procedimiento. En otras palabras, se prefiere que no se
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
añada dióxido de titanio ácido. El dióxido de titanio no ácido adecuado, que se prefiere, muestra en agua un valor del pH de 5 o superior.
Se obtiene un dióxido de titanio particularmente preferido mediante pirólisis de llama, tal como se describe, por ejemplo, en el documento DE-A-830786.
Se puede obtener dióxido de titanio adecuado con la denominación Aeroxid P25 Titandioxid (polvo) o Aerolyst 7711 (cuerpo moldeado) de la empresa Evonik, Alemania, así como Hombikat M234 (cuerpo moldeado) de la empresa Sachtleben, Alemania.
Se puede obtener dióxido de circonio (óxido de circonio (IV)), por ejemplo, a partir de hidróxido de circonio, calcinándolo a más de 200 °C, por ejemplo a 350 °C. El dióxido de circonio puede estar dopado, por ejemplo, con óxido de itrio.
El dióxido de circonio adecuado es monoclínico o tetragonal. Son posibles mezclas de estas modificaciones.
El óxido metálico del sistema de catalizadores puede presentar una densidad aparente promedio de 0,5 a 2 g/cm3.
El óxido metálico del sistema de catalizadores puede presentar una superficie BET de por lo menos 5 m2/g.
La proporción de metal noble, con respecto al peso total de metal noble y soporte, puede ser del 0,01 al 5% en peso, preferentemente del 0,05 al 1,2 % en peso y de forma preferida del 0,1 al 0,6 % en peso.
El metal noble puede estar distribuido sobre un soporte o en el mismo.
La proporción en moles de metal noble, con respecto a los moles del epóxido de CDAN, puede ser de 0,00001 a 0,1, preferentemente de 0,0001 a 0,01.
La proporción en moles de óxido metálico del sistema de catalizadores, con respecto a los moles del compuesto E, puede ser de 0,01 a 100, preferentemente de 0,01 a 10.
El CDAN se separa de la mezcla de reacción y se oxida para dar CDON.
La mezcla remanente que comprende CDON y productos de alto punto de ebullición, incluido el CDOL, puede hidrogenarse en presencia de hidrógeno y un catalizador, para eliminar los productos secundarios insaturados. A continuación el producto CDON pura se separa de una fracción de productos de alto punto de ebullición, incluido el CDOL, por ejemplo por destilación.
De esta fracción de productos de alto punto de ebullición puede separarse por destilación a continuación CDOL y el CDOL puede convertirse dentro de la ruta de reacción I por medio de un catalizador de deshidrogenación en CDOn. Se prefiere, no obstante, que el CDOL separado se alimente antes de la deshidrogenación a la ruta de reacción II para la preparación de CDON.
La ruta de reacción II comprende las etapas siguientes:
a. Hidrogenación de CDT para dar CDAN,
b. Oxidación de CDAN para dar una mezcla que comprende CDOL y CDON y
c. Deshidrogenación de CDOL para dar CDON.
Algunos catalizadores adecuados para la deshidrogenación de CDOL contienen cobre o compuestos de cobre tales como, por ejemplo, óxido de cobre (II).
El CDOL procedente de la ruta I se alimenta preferentemente antes de la etapa c de la ruta II, la deshidrogenación.
El CDAN separado de la ruta I se alimenta antes de la realización de la oxidación a la ruta de reacción II. El CDAN procede de la mezcla que contiene CDON. El CDAN, que se separa después de la epoxidación, puede juntarse con el CDAN procedente de la mezcla que contiene CDON. Siempre que el CDAN separado procedente de la ruta I contenga del 0,1 al 99 % en peso de CDEN, con respecto al peso total de CDAN y CDEN, se prefiere alimentar esta mezcla a la hidrogenación de CDT según la etapa a de la ruta de reacción II. De esta forma se hidrogena el CDEN para dar CDAN, que se puede oxidar en la etapa b de la ruta II.
Con respecto a la proporción de CDEN, existe una región de solapamiento en el intervalo del 0,1 al 0,5 % en peso. A este respecto, el experto puede elegir si alimenta el CDAN que contiene CDEN a la etapa a o a la etapa b de la ruta II.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
A este respecto, las rutas de reacción I y II pueden combinarse en la técnica, de forma que se separe y se retire el CDAN o el CDOL producido de la ruta I y se transfieran a la ruta II. En este caso se prefiere llevar a cabo ambas rutas en continuo. Esta forma de realización particular de la invención aprovecha productos secundarios de la ruta I para el procesamiento posterior en la ruta II. Esto es particularmente económico y ecológico. Se suprime la eliminación de los productos secundarios de la ruta I.
La separación de CDEN, CDAN o CDOL, así como de los otros productos de alto punto de ebullición, puede realizarse mediante procedimientos habituales para el experto. A este respecto, se prefiere la destilación. De forma particularmente preferida se realizan todas las separaciones por medio de destilación. Es ventajoso llevar a cabo varias destilaciones una detrás de otra (destilación de varias etapas).
El CDAN puede separarse por destilación después de la epoxidación.
Después de la transposición es ventajoso, en primer lugar retirar por destilación el CDAN o una mezcla de CDAN y CDEN (fracción de productos de bajo punto de ebullición) y someter el residuo que contiene CDON, CDOL y otros productos de alto punto de ebullición de nuevo a una destilación. A este respecto, se puede obtener CDON, que se separa de la fracción de productos de alto punto de ebullición que contiene CDOL. El CDOL puede separarse por destilación, a su vez, de los productos de alto punto de ebullición remanentes.
Los productos de bajo punto de ebullición son sustancias con un punto de ebullición más reducido que el punto de ebullición de la CDON.
La figura 1 representa la evolución de las sustancias con las reacciones correspondientes. Los compuestos representados en cursiva son productos secundarios de las respectivas reacciones.
Partiendo de CDT se obtiene mediante la ruta I por medio de hidrogenación (hidrogenación selectiva) CDEN, que se epoxida para dar epóxido de CDAN. A continuación se realiza una transposición para dar CDON, separándose el CDAN presente, por ejemplo mediante destilación. El CDAN obtenido después de la epoxidación también puede separarse. El CDAN separado puede contener CDEN. Preferentemente, el CDAN se alimenta, no obstante, a la transposición y se separa solo después de la transposición. El CDAN separado se transfiere preferentemente a la ruta II, conduciéndose conjuntamente, de forma preferida, las fracciones individuales procedentes de la ruta II.
La CDON remanente puede contener CDOL, que se puede separar y alimentarse a la ruta II. Como alternativa, el CDOL se deshidrogena dentro de la ruta I para dar CDON.
Otro objeto de la invención es un procedimiento para la síntesis de laurinlactama (procedimiento de la lactama según la invención), en el que se recurre al procedimiento según la invención mencionado anteriormente para la preparación de CDON. A este respecto, la laurinlactama se obtiene a partir de CDON, produciéndose la CDON según el procedimiento de la CDON según la invención.
Otro objeto de la invención es un procedimiento para la síntesis de poliamida 12 (procedimiento de la poliamida según la invención), en el que se recurre al procedimiento según la invención mencionado anteriormente para la preparación de CDON.
La CDON producida en el procedimiento de la CDON según la invención puede oximarse en el procedimiento de la lactama o de la poliamida según la invención obteniéndose ciclododecanona-oxima (CDON-oxima). En la etapa siguiente puede realizarse la transposición de Beckmann para dar laurinlactama, pudiendo realizarse la transposición por medio de ácido sulfúrico o cloruro de cianuro. La lactama puede procesarse posteriormente mediante policondensación para dar poliamida.
La oximación, la transposición de Beckmann, así como la reacción de condensación son conocidas por el experto.
Incluso sin formas de realización adicionales, se considera que un experto puede aprovechar la descripción anterior en su sentido más amplio. Las formas de realización preferidas y los ejemplos deben interpretarse, por lo tanto, únicamente como una divulgación descriptiva, en ningún modo limitante.
A continuación se explicará la presente invención con más detalle por medio de ejemplos. Se pueden obtener formas de realización alternativas de la presente invención de una forma análoga.
Ejemplo 1
Ruta del epóxido = Ruta de reacción I Ruta convencional = Ruta de reacción II
Hidrogenación selectiva de CDT:
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Se evaporaron 1000 kg/h de CDT en una columna saturada como aparato de contacto gas-líquido a una presión de
0. 75 bar y una temperatura de 155 °C en continuo a una corriente de gas circular de 10 m3/h, que estaba constituida esencialmente por nitrógeno. La corriente de gas obtenida se alimentó a un rector de lecho fijo con un catalizador de Pd sobre A^O3, en el que se realizó la reacción con hidrógeno a una temperatura de 130 °C. Para ello se dosificaron 25 kg/h de hidrógeno en la entrada del reactor a la corriente de gas circular. A la salida del reactor se condensó de la corriente de gas circular el producto a 35 °C. El líquido condensado tenía una composición del 84,8 % de CDEN y el 15 % de CDAN. Los isómeros de CDDIEN y de cDt se encuentran en concentraciones inferiores al 0,2 %.
La corriente de gas circular remanente se alimentó a través de un compresor de nuevo a la columna saturada (véase anteriormente).
Epoxidación de CDEN:
La mezcla de CDEN (84,8 %) y CDAN (15 %) procedente de la hidrogenación selectiva se epoxidó en una cascada de reactores de tres etapas con H2O2.
La mezcla de CDAN/CDEN se dosificó en primer lugar a un primer reactor de 8 l en continuo con una velocidad de dosificación de 2 kg/h. Se dosificaron adicionalmente una solución de H2O2 al 50 % (544 g/h), una solución acuosa de Na2WO4 al 30 % en peso y H3PO4 al 18 % en peso (125 g/h), una solución al 50 % de trioctilamina en CDEN (68 g/h) y agua (150 g/h) a la mezcla de reacción de dos fases de 5,5 l a una temperatura de 80 °C.
La mezcla de dos fases se obtuvo del primer reactor con una conversión del CDEN del 79 % y se transfirió a un segundo reactor de 8 l. A este respecto, se dosificó una solución de H2O2 al 50 % (131 g/h) a la mezcla de reacción de dos fases de 5,5 l a una temperatura de 78 °C.
De este segundo reactor se obtuvo una mezcla de dos fases con una conversión de CDEN del 96 % y se condujo a un reactor con un nivel de carga de 25 l. La mezcla de reacción de dos fases se agitó en este reactor a una temperatura de 76 °C.
Las dos fases de la mezcla de reacción procedentes del reactor de 25 l se separaron en un recipiente de separación de fases. La fase orgánica se lavó a continuación con una solución de NaOH al 5 % (0,5 kg/h) en un recipiente de 5
1. A continuación se separaron las dos fases en un recipiente de separación.
La fase orgánica se alimentó a una destilación de dos etapas en continuo. En una primera columna (columna con 8 m de empaquetamiento de tejido; superficie de 500 m2/m3: presión de cabeza de 300 mbar) se separó el agua restante como destilado. El residuo del fondo se destiló en una segunda columna (columna con 6 m de empaquetamiento de tejido; superficie de 500 m2/m3; presión de cabeza de 10 mbar) y el producto deseado con el 85-90 % de epóxido de CDAN y el 5-10% de CDAN se obtuvo con un caudal de 2,1 kg/h en el destilado. Esto corresponde a un rendimiento total del 97 % para la epoxidación.
Transposición de epóxido de CDAN para dar CDON:
El epóxido de CDAN procedente de la etapa anterior se convirtió por medio de un catalizador de Pd/ZrO2 al 0,5 % en una cascada de reactores de tres etapas en CDON.
La mezcla de epóxido de CDAN (84,8%) y CDAN (15%) procedente de la epoxidación se dosificó a un primer reactor de circuito con una velocidad de dosificación de 2 kg/h. El reactor de circuito estaba constituido por un reactor tubular de 12 l, que estaba relleno con 10 kg de catalizador de lecho fijo de Pd/ZrO2 al 0,5% a una temperatura de 200 °C y se alimentaba de un recipiente de almacenamiento de 8 l.
Del primer reactor de circuito se obtuvo una mezcla con el 59 % de CDON, el 18 % de epóxido de CDAN, el 16 % de CDAN, el 0,4 % de CDEN y el 1,9 % de CDOL. Esta mezcla se dosificó a un segundo reactor de circuito con una velocidad de dosificación de 2 kg/h. Este segundo reactor de circuito estaba constituido también por un recipiente de almacenamiento de 8 l y un reactor tubular de 12 l, que estaba relleno con 10 kg de catalizador de lecho fijo de Pd/ZrO2 al 0,5 % a una temperatura de 200 °C.
Del segundo reactor de circuito se obtuvo una mezcla con el 73 % de CDON, el 4 % de epóxido de CDAN, el 16 % de CDAN, el 0,4 % de CDEN y el 2 % de CDOL. Esta mezcla se dosificó a un reactor de lecho fijo relleno con 2,7 kg de Pd/ZrO2 con una velocidad de dosificación de 2 kg/h. En este tubo se puso en contacto la mezcla de reacción con N2 (4 l/h) y H2 (16 l/h) a una presión total de 1,7 bar y una temperatura de 205 °C. De este tubo se obtuvo una mezcla bruta del 78 % de CDON, el 17 % de CDAN y el 2,2 % de CDOL. Los componentes de esta mezcla se separaron entre sí y se purificaron por medio de una destilación.
Destilación de la fracción de productos de bajo punto de ebullición:
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
La mezcla bruta obtenida en la transposición se liberó en una primera etapa de destilación en continuo de una fracción de productos de bajo punto de ebullición (componentes que poseen un punto de ebullición inferior al de la CDON). La columna utilizada estaba equipada de 8 m de empaquetamiento de tejido con una superficie de 500 m2/m3 y se ejerció una presión de cabeza de 10 mbar.
Los compuestos procedentes de esta fracción de productos de bajo punto de ebullición, que contenían 11 átomos de carbono o menos, se separaron en una columna de destilación adicional del CDAN. El CDAN obtenido con una pureza del 99 % se llevó a la oxidación con ácido bórico (ruta convencional).
Destilación de CDON:
El residuo del fondo de la primera destilación se destiló en otra etapa de destilación en continuo (columna de con 6 m de empaquetamiento de tejido; superficie de 500 m2/m3) y se obtuvo CDON a una presión de cabeza de 10 mbar como destilado. Los componentes con un punto de ebullición superior a la CDON (por ejemplo CDOL) se separaron como producto del fondo. La pureza de la CDON era > 99 % y como rendimiento de CDOn se logró en la destilación un 98 %.
Esta ciclododecanona pudo convertirse con procedimientos conocidos posteriormente en laurinlactama.
El residuo del fondo de esta segunda destilación se purificó adicionalmente en una columna adicional: el CDOL se separó en una columna adicional de otros productos de alto punto de ebullición y se alimentó a la deshidrogenación (ruta convencional).
Valoración del CDAN obtenido en la ruta convencional:
El CDAN (1 kg/h) de la ruta de epóxido se hizo reaccionar con ácido bórico (0,05 kg/h). Para un tiempo de espera de 2 h de reacción a 155 °C y 132 l/h de alimentación de oxígeno se obtuvo una conversión de CDAN del 8,5 % y una selectividad con respecto a la CDON y al CDOL del 88 %. Esta conversión y la composición corresponden a la conversión y la selectividad de la ruta convencional. La mezcla pudo hacerse reaccionar posteriormente de forma análoga al producto convencional para dar laurinlactama.
Valoración del CDOL obtenido en la ruta convencional:
1 kg de CDOL procedente de la ruta del epóxido se mezcló conjuntamente con una mezcla de 10 kg de CDOL/CDON (70:30 p:p) de la ruta convencional en un reactor de deshidrogenación de 30 l. El reactor estaba relleno con 1,9 kg de catalizador que contenía Cu (H10167 de Evonik). Después de 6 h de reacción a 240 °C se obtuvo una mezcla de CDON (10,5 kg) y CDOL (0,5 kg). La CDON se separó por destilación con una pureza superior al 99,8 % y el CDOL se recirculó a la deshidrogenación. La calidad de la CDON obtenida correspondía a la calidad de la ciclododecanona procedente de la ruta convencional y pudo convertirse posteriormente con esta ruta en laurinlactama.
Ejemplo 2
El CDAN (o la mezcla de CDAN y CDEN) puede utilizarse alternativamente. En vez de transferir el CDAN a la oxidación con ácido bórico, se puede utilizar en la etapa previa (hidrogenación de CDT para dar CDAN). Esto sirve particularmente cuando el CDAN procedente de la ruta del epóxido contiene una cantidad significativa de CDEN.
Valoración de la mezcla de CDAN y CDEN en la hidrogenación de CDT:
La mezcla de CDAN y CDEN (0,04 kg/h) procedente de la ruta del epóxido se mezcló conjuntamente con CDT (0,36 kg/h) en un reactor de hidrogenación de 0,4 l. El reactor de hidrogenación estaba relleno con 0,284 kg de Pd/A^O3 al 0,5 %. A 160 °C y 15 bar de hidrógeno se obtuvo CDAN con una pureza del 98,5 %. Esta pureza correspondía a la pureza del ciclododecano en la ruta convencional en las condiciones de reacción correspondientes y pudo convertirse con esta ruta posteriormente en laurinlactama.

Claims (14)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la preparación de ciclododecanona (CDON) por medio de una ruta de reacción I, que comprende las etapas de
    a. Epoxidación de ciclododeceno (CDEN) para dar epoxiciclododecano (epóxido de CDAN) y
    b. Transposición del epóxido de CDAN para dar CDON con la obtención de una mezcla, que contiene ciclododecano (CDAN),
    caracterizado por que el CDAN se separa de la mezcla que contiene CDON y se oxida para dar CDON y
    el CDAN separado se alimenta antes de la realización de la oxidación a una ruta de reacción II para la preparación de CDON, que comprende
    i. Hidrogenación de ciclododecatrieno (CDT) para dar CDAN,
    ii. Oxidación de CDAN para dar una mezcla que comprende ciclododecanol (CDOL) y CDON y
    iii. Deshidrogenación de CDOL para dar CDON.
  2. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la transposición (etapa b) se realiza en presencia de un catalizador que contiene metal noble.
  3. 3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que el catalizador de la transposición (etapa b) contiene dióxido de titanio, dióxido de circonio o ambos.
  4. 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el epóxido de CDAN procedente de la etapa a contiene CDAN, que antes de la transposición (etapa b) se separa por lo menos parcialmente.
  5. 5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que el CDAN separado antes de la transposición se oxida para dar CDON.
  6. 6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la mezcla que contiene CDON contiene CDOL, que se hidrogena para dar CDON.
  7. 7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que el CDOL se separa antes de la deshidrogenación de la mezcla que contiene CDON y se alimenta a la ruta de reacción II para la preparación de CDON.
  8. 8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el CDAN separado se alimenta a la oxidación de CDAN según la etapa b de la ruta de reacción II.
  9. 9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que el CDAN contiene hasta el 0,5 % en peso de CDEN, con respecto al peso total de CDAN y CDEN.
  10. 10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el CDAN separado se alimenta a la hidrogenación de CDT según la etapa a de la ruta de reacción II, conteniendo el CDAN del 0,1 al 99 % en peso de CDEN, con respecto al peso total de CDAN y CDEN.
  11. 11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que por lo menos una separación, preferentemente todas las separaciones, se realizan mediante destilación.
  12. 12. Procedimiento para la síntesis de laurinlactama a partir de CDON, que comprende la preparación de CDON según un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores.
  13. 13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado por que la CDON se hace reaccionar para dar ciclododecanona-oxima (CDON-oxima).
  14. 14. Procedimiento para la preparación de poliamida 12 a partir de CDON, que comprende la preparación de CDON según un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11.
ES15177200.1T 2014-08-01 2015-07-17 Procedimiento para la preparación de ciclododecanona Active ES2686984T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14179449.5A EP2980068A1 (de) 2014-08-01 2014-08-01 Verfahren zur Herstellung von Cyclododecanon
EP14179449 2014-08-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2686984T3 true ES2686984T3 (es) 2018-10-23

Family

ID=51257412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES15177200.1T Active ES2686984T3 (es) 2014-08-01 2015-07-17 Procedimiento para la preparación de ciclododecanona

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9533932B2 (es)
EP (2) EP2980068A1 (es)
JP (1) JP6161664B2 (es)
CN (1) CN105315140B (es)
ES (1) ES2686984T3 (es)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017000989A1 (de) * 2017-02-03 2018-08-09 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung von Cyclododecanon
CN106908538A (zh) * 2017-03-02 2017-06-30 深圳天祥质量技术服务有限公司 一种食品接触塑料制品中Laurinlactam的迁移量的测定方法
EP3578539A1 (de) 2018-06-07 2019-12-11 Evonik Operations GmbH Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von ketonen aus epoxiden im festbett
CN112771051B (zh) 2018-09-28 2022-04-05 花王株式会社 环状烯醇醚化合物的制造方法
KR102528919B1 (ko) * 2018-12-19 2023-05-08 한화솔루션 주식회사 사이클로도데카논의 제조방법
KR102499747B1 (ko) * 2018-12-19 2023-02-15 한화솔루션 주식회사 신규한 라우로락탐 제조 방법 및 합성 장치
EP3943477B1 (en) 2019-03-18 2024-08-07 Kao Corporation Method for producing alpha-allylation cycloalkanone
IL286361B2 (en) 2019-03-18 2023-11-01 Kao Corp A method for the production of alpha-allylated cycloalkanone
KR102609700B1 (ko) * 2019-10-29 2023-12-06 한화솔루션 주식회사 사이클로도데카논 및 이의 제조방법
KR102609694B1 (ko) * 2019-10-29 2023-12-06 한화솔루션 주식회사 사이클로도데카논 및 이의 제조방법
CN115124491B (zh) * 2021-03-25 2025-12-16 中国科学院上海有机化学研究所 一种环氧十二烷和环十二酮的制备方法
CN114105911B (zh) * 2021-12-17 2024-01-16 中国天辰工程有限公司 一种环十二烯醚和环十二醇联产的制备方法
CN117623886B (zh) * 2022-08-17 2026-04-07 万华化学集团股份有限公司 一种epo或ecda催化加氢及脱氢制备cdon的方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE830786C (de) 1948-12-31 1952-02-07 Degussa Verfahren zur Herstellung von feinverteilten Oxyden
NL130301C (es) * 1965-06-01
JPS5323789B2 (es) * 1972-05-23 1978-07-17
US3804914A (en) * 1972-05-25 1974-04-16 Phillips Petroleum Co Ruthenium(ii)complexes as catalysts for selective hydrogenation of cyclic polyenes to cyclic monoenes
DE19915894C1 (de) * 1999-04-08 2000-08-24 Inventa Ag Verfahren zur Umwandlung von cis- und trans-Cyclododecenoxid in Cyclododecanon
JP2001172211A (ja) * 1999-10-04 2001-06-26 Ube Ind Ltd シクロドデカノン及びシクロドデカノールの製造法
EP1329448B2 (en) * 2002-01-16 2021-08-04 Ube Industries, Ltd. Procsess for producing laurolactam from cyclododecanone
DE10247496A1 (de) 2002-10-11 2004-04-22 Degussa Ag Verwendung eines Absatzbeschleunigers bei der Epoxidierung
DE10247495A1 (de) 2002-10-11 2004-04-22 Degussa Ag Verfahren zur Epoxidierung cyclischer Alkene
ES2276991T3 (es) 2003-03-08 2007-07-01 Degussa Gmbh Hidrogenacion selectiva de ciclododecatrieno para dar ciclododeceno.
JP5724999B2 (ja) * 2012-12-10 2015-05-27 カシオ電子工業株式会社 消色型電子写真トナー
DE102012223370A1 (de) * 2012-12-17 2014-06-18 Evonik Industries Ag Aufarbeitung eines CDON/CDOL-Gemisches mittels einer Sequenz von Seitenabzugskolonnen
DE102013203470A1 (de) * 2013-03-01 2014-09-04 Evonik Industries Ag Verfahren zur Herstellung von Ketonen aus Epoxiden

Also Published As

Publication number Publication date
CN105315140B (zh) 2018-05-15
JP2016034937A (ja) 2016-03-17
US20160031783A1 (en) 2016-02-04
US9533932B2 (en) 2017-01-03
CN105315140A (zh) 2016-02-10
JP6161664B2 (ja) 2017-07-12
EP2980070B1 (de) 2018-06-20
EP2980070A1 (de) 2016-02-03
EP2980068A1 (de) 2016-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2686984T3 (es) Procedimiento para la preparación de ciclododecanona
ES2689341T3 (es) Procedimiento para la preparación de ciclododecanona
ES2349185T3 (es) Procedimiento para la obtención de una cetona.
CN104016841B (zh) 由环氧化物制备酮的方法
ES2427541T3 (es) Procedimiento para la purificación de óxido de propeno bruto
ES2516193T3 (es) Procedimiento para la producción de cetonas, en particular de cetonas macrocíclicas
KR101579997B1 (ko) Ｎ２０의 정제 방법
CA2416554A1 (en) Process for the continuous production of an olefinic oxide using hydrogen peroxide
ES2346098T3 (es) Procedimiento para la obtencion de cetonas ciclicas.
CN107108537A (zh) 部分料流蒸馏
JP5518044B2 (ja) 一酸化二窒素の精製方法
KR101253788B1 (ko) 일산화이질소의 정제 및 농축 방법
CN108779054A (zh) 由3-甲基-3-丁烯醇生产异戊烯醇和异戊烯醛的方法
ES2417180T3 (es) Purificación de ciclododecanona mediante tratamiento térmico
ES2541618T3 (es) Proceso para producir alcohol alílico
ES2363614T3 (es) Procedimiento para la purificación de cetonas cíclica.
ES2424002T3 (es) Método para la producción de ácido 4-pentenoico
EP3115350B1 (en) A process for the production of a mixture comprising cyclohexanol and cyclohexanone
ES2823160T3 (es) Procedimiento para la producción continua de cetonas a partir de epóxidos en lecho fijo