Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Ether-Verbindungen
mit Leichtigkeit und niedrigen Kosten, die vorteilhaft bei einer Vielzahl von Anwendungen
wie Lösungsmitteln, Kosmetika, Reinigungsmitteln, Schmiermitteln und Emulgatoren
verwendet werden.
[Beschreibung des Standes der Technik]
Konventionell werden Ether-Verbindungen wie Diethylether, Dibutylether
und Diethylenglykoldiethylether als Lösungsmittel verwendet. Ether-Verbindungen
mit einem größeren Molekulargewicht oder solche mit unsubstituierten Strukturen
werden wegen ihrer Schwierigkeiten bei der Herstellung kaum verwendet.
Insbesondere wird erwartet, daß Etherverbindungen als Kosmetiköle
verwendet werden, weil sie nicht so klebrig sind und weniger hydrolysiert werden
können als konventionell verwendete Esteröle.
Weiterhin haben die Ether-Verbindungen ein Potential als Öle
für Reinigungszusammensetzungen und neue nichtionische Tenside und darüber
hinaus als Schmiermittel, Emulgatoren und dgl.
Obwohl die Erwartung für die Ether-Verbindungen gestiegen ist,
können sie nicht leicht mit niedrigen Kosten im industriellen Maßstab
hergestellt werden.
Bekannte Verfahren zur Synthese von Ether-Verbindungen umfassen beispielsweise
die Synthese von Alkoholaten und Alkylhalogeniden (Williamson-Synthese); Synthese
von Alkoholen und Alkylsulfaten; Synthese von Alkoholen durch Dehydratisierung unter
Verwendung einer Säure; und die Synthese durch Addition von Alkoholen an Olefine.
Bei der Synthese von Alkoholaten und Alkylhalogeniden sind ein Alkohol
und eine äquivalente Menge eines Metalls wie Na oder K oder ein Alkali notwendig,
um das entsprechende Alkoholat zu bilden. Möglicherweise wird eine große
Menge an Salzen bei der Reaktion gebildet. Daher ist dieses Verfahren angesichts
der industriellen Gesichtspunkte nicht bevorzugt.
Bei der Synthese von Alkoholen und Alkylsulfaten sind verfügbare
Alkylsulfate auf Dimethylsulfat und Diethylsulfat beschränkt. Dieses Verfahren
ist zur Synthese von Methylether und Ethylether anwendbar; es ist schwierig, um
Ether-Verbindungen mit mehr Kohlenstoffatomen zu synthetisieren.
Die Synthese durch Dehydratisierung von Alkoholen mit Säuren
ist geeignet für die Synthese von symmetrischen Ether-Verbindungen; es ist
schwierig, nicht-symmetrische Ether-Verbindungen durch dieses Verfahren zu synthetisieren.
Bei der Synthese durch Addition von Alkoholen an Olefine sind die
Olefin-Verbindungen beschränkt, und viele von diesen und die verwendeten Katalysatoren
sind sehr teuer. weiterhin ist es in vielen Fällen schwierig, die Olefine und
die Katalysatoren wiederzugewinnen und wiederzuverwenden. Demzufolge ist dieses
Verfahren nicht industriell geeignet.
Neben den oben beschriebenen Verfahren werden Ether-Verbindungen aus
Alkoholen und Carbonyl-Verbindungen synthetisiert. Beispielsweise offenbaren J.
Chem. Soc., 5598 (1963) und Chem. Commun. 422 (1967) ein Verfahren, bei dem Ether-Verbindungen
durch Verwendung von überschüssigem Alkohol unter Wasserstoffatmosphäre
bei normalem Druck in der Gegenwart eines sauren Katalysators synthetisiert werden.
All diese Verfahren verwenden jedoch eine große Menge an Alkoholen
und nur niedrige Alkohole wie Methanol, Ethanol und Propylalkohol sind anwendbar,
d.h. höhere Alkohol mit mehr als 6 Kohlenstoffatomen sind in den obigen Druckschriften
nicht offenbart.
Weiterhin offenbart WO 93/02033 ein Verfahren zur Erzeugung von Polyolethern
durch Reaktion von zumindest einem Polyol mit zumindest einer Carbonyl-Verbindung
bei hoher Temperatur, d.h. 150 bis 250°C in der Gegenwart eines Hydrierungskatalysators.
Zusätzlich ist ein Verfahren zur Erzeugung einer symmetrischen
oder unsubstituierten Ether-Verbindung in Tetrahedron Letters, Bd. 36, Nr. 24, S.
4235-4236 (1995) offenbart, worin ein Aldehyd oder Keton mit einem primären
oder sekundären Alkohol in der Gegenwart eines Pd/C-Katalysators reagiert und
dann hydriert wird. Bei diesen Verfahren sind jedoch die Ausbeuten noch gering.
Wie oben beschrieben, können die Ether-Verbindungen nicht in
großem Umfang verwendet werden wegen der Schwierigkeit, diese zu erzeugen,
während erwartet wird, daß sie für verschiedene Verwendungen eingesetzt
werden. Demzufolge ist ein Verfahren gewünscht, durch das eine Ether-Verbindung
leicht mit niedrigen Kosten erzeugt werden kann.
EP-A-665 207 offenbart ein Einschrittverfahren zur Erzeugung von Ethern
aus Aceton, wobei das Verfahren die Reaktion einer Aceton-reichen Zufuhr über
einem bifunktionellen Hydrierungskatalysator umfaßt.
In EP-A-719 751 ist ein integriertes Verfahren zur Erzeugung von Ethern
aus Aceton oder einem rohen Acetonstrom beschrieben, umfassend die Reaktion des
Acetons mit Wasserstoff über einem Katalysatorsystem.
[Offenbarung der Erfindung]
Ein Ziel dieser Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur Erzeugung
einer Ether-Verbindung leicht und mit niedrigen Kosten und verbesserter Produktionsrate
anzugeben, die für Lösungsmittel, Kosmetika, Reinigungsmittel, Schmiermittel,
Emulgatoren und dgl. nützlich ist.
Diese Erfinder haben intensive Untersuchungen durchgeführt, um
ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Erzeugung einer in großem
Umfang anwendbaren Ether-Verbindung mit einer hohen Produktionsrate als Verbesserung
der oben gezeigten Hydrierungszersetzung zu finden. Als Ergebnis haben sie festgestellt,
daß eine Ether-Verbindung in einem Schritt mit hoher Ausbeute oder Produktionsrate
erhalten werden kann, indem die Reaktion durchgeführt wird, wobei als Ausgangsmaterial
(a) eine Hydroxy-Verbindung mit einer Carbonyl-Verbindung oder (b) Carbonyl-Verbindungen
selbst verwendet werden und diese unter einer Wasserstoffgasatmosphäre in der
Gegenwart eines Katalysators unter Entfernung des durch die Reaktion erzeugten Wassers
reagiert werden.
Diese Erfindung gibt ein Verfahren zur Erzeugung einer Ether-Verbindung
an, umfassend die Reaktion (a) einer Hydroxy-Verbindung mit einer Carbonyl-Verbindung
oder (b) einer Carbonyl-Verbindung unter Wasserstoffgasatmosphäre in der Gegenwart
eines Katalysators, der Hydrierungen katalysieren kann, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reaktion durchgeführt wird, während durch die Reaktion erzeugtes
Wasser entfernt wird.
Beispiele der Hydroxy-Verbindung umfassen Verbindungen mit der Formel
(1):
R1-(OA)n-OH(1)
worin R1 eine geradkettige oder verzweigte Alkyl- oder Alkenyl-Gruppe
mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen oder Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen
ist, A eine Alkylen-Gruppe mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, die eine Hydroxyl-Gruppe
haben kann; zwei oder mehrere der Gruppen A gleich oder verschieden voneinander
sind; n eine Zahl von 0 bis 500 ist.
R1 ist bevorzugt eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-Gruppe
mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen oder Cycloalkyl-Gruppe mit 5 oder 8 Kohlenstoffatomen,
mehr bevorzugt eine geradkettige Alkyl-Gruppe mit 3 bis 24, insbesondere 6 bis 22
Kohlenstoffatomen oder eine Cycloalkyl-Gruppe mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen
A ist bevorzugt eine geradkettige oder verzweigte Alkylen-Gruppe mit
2 bis 6 Kohlenstoffatomen, die eine Hydroxyl-Gruppe haben kann, umfassend beispielsweise
Gruppen von Ethylen, Propylen, Trimethylen, Tetramethylen, 1,2-Butylen, Pentylen,
Hexylen und 2-Hydroxypropylen. Unter diesen sind Ethylen, Propylen, Trimethylen
und Tetramethylen bevorzugt, mehr bevorzugt ist eine geradkettige oder verzweigte
Alkylen-Gruppe mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen, insbesondere Ethylen oder Propylen.
n ist bevorzugt eine Zahl von 0 bis 200, mehr bevorzugt 0 bis 30.
Zwei oder mehrere Gruppen A können gleich oder verschieden voneinander sein
und die Oxyalkylen-Gruppen OA der Formel (1) können aneinander blockweise oder
statistisch gebunden sein.
Als andere Hydroxy-Verbindung können erfindungsgemäß
mehrwertige Verbindungen mit zwei oder mehreren Hydroxyl-Gruppen verwendet werden.
Beispiele davon umfassen mehrwertige Alkohole und Derivate davon mit 2 bis 10 Hydroxyl-Gruppen.
Mehr spezifisch umfassen Beispiele davon ein Diol mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen,
Glycerin, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Saccharid und Alkylenoxid-Addukte
daran (durchschnittliche Molzahlen von 0 bis 500). Unter diesen ist ein Diol mit
2 bis 20 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, Glycerin und Ethylenoxid-Addukte
daran (Additionsmolzahl 0 bis 200) besonders bevorzugt.
Diese Hydroxy-Verbindungen können alleine oder in einer Mischung
von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
Beispiele der erfindungsgemäß verwendeten Carbonyl-Gruppe
umfassen Verbindungen mit der Formel (2):
[worin R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder eine geradkettige
Alkyl- oder Alkenyl-Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind. R2 und
R3 können gleich oder verschieden voneinander sein. R2
und R3 können miteinander zur Bildung einer cyclischen Struktur
kombiniert sein].
Unter diesen Carbonyl-Verbindungen ist ein lineares Keton mit 1 bis
12 Kohlenstoffatomen, ein Aldehyd mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder ein cyclisches
Keton mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Unter diesen sind lineare Ketone
mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, einschließlich Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon
(4-Methyl-2-pentanon); aliphatische Aldehyde mit 1 bis 12, bevorzugt 3 bis 8 Kohlenstoffatomen
wie Formaldehyd, Paraformaldehyd, Acetoaldehyd, Butylaldehyd, Octylaldehyd und Dodecylaldehyd;
und cyclische Ketone mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen, einschließlich Cyclohexanon
besonders bevorzugt. Am meisten bevorzugt sind Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon(4-methyl-2-pentanon).
Zusätzlich sind als andere Carbonyl-Verbindungen polyvalente
Carbonyl-Verbindungen mit 2 oder mehr Carbonyl-Gruppen enthalten. Bevorzugt sind
Verbindungen mit 2 bis 10 Carbonyl-Gruppen beispielsweise lineare oder cyclische
Dicarbonyl-Verbindungen mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen. Lineare Dicarbonyl-Verbindungen
mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen und Cyclohexandion sind besonders bevorzugt.
Diese Carbonyl-Verbindungen können allein oder als Mischung von
zwei oder mehreren Spezies verwendet werden.
Eine typische Reaktion zur Erzeugung einer Ether-Verbindung durch
Reaktion einer Hydroxy-Verbindung mit der Formel (I) mit einer Carbonyl-Verbindung
mit der Formel (II) gemäß dieser Erfindung unter Wasserstoffatmosphäre
unter Verwendung eines Katalysators ist durch folgendes Reaktionsschema 1 gezeigt.
Reaktionsschema 1
Eine typische Reaktion zur Erzeugung einer Ether-Verbindung durch
Reaktion einer Carbonyl-Verbindung mit der Formel (2) gemäß dieser Erfindung
unter Wasserstoffatmosphäre und unter Verwendung eines Katalysators ist im
folgenden Reaktionsschema 2 gezeigt.
Reaktionsschema 2
Obwohl das Zugabeverhältnis der Hydroxy-Verbindung mit der Formel
(1) zur Carbonyl-Verbindung mit der Formel (2) gemäß dieser Erfindung
nicht besonders beschränkt ist, ist ein bevorzugtes molares Verhältnis
der Hydroxy-Verbindung/Carbonyl-Verbindung üblicherweise 50/1 bis 1/50, insbesondere
20/1 bis 1/20, mehr besonders 10/1 bis 1/10. Wenn die Hydroxy-Verbindung ein niedriges
Molekulargewicht hat und leicht entfernt werden kann, wird sie bevorzugt in einer
überschüssigen Menge zur Reaktion der gesamten Menge der Carbonyl-Verbindung
verwendet. Wenn die Hydroxy-Verbindung ein großes Molekulargewicht und die
Carbonyl-Verbindung ein niedriges Molekulargewicht hat und leicht entfernt werden
kann, wird die Carbonyl-Verbindung bevorzugt in einer überschüssigen Menge
zur Reaktion der gesamten Menge der Hydroxy-Verbindung, die schwierig zu entfernen
ist, verwendet. Ein Molverhältnis der Hydroxy-Verbindung/Carbonyl-Verbindung
außerhalb des oben beschriebenen Bereiches hat keinen so großen Einfluß
auf die Ausbeute und ist nicht ökonomisch.
Erfindungsgemäß umfassen die Katalysatoren, die bei der
Reaktion (a) der Hydroxy-Verbindung und der Carbonyl-Verbindung oder (b) der Carbonyl-Verbindungen
verwendet werden, Palladium oder Palladium-Verbindungen wie Palladiumhydroxid und
Palladiumoxid, Ruthium, Rhodium oder Platin, Ruthenoxid, Rhodiumoxid und Platinoxid.
Weiterhin können ebenso Iridium, Osmium und Rhenium verwendet werden. Diese
Katalysatoren können auf einem Träger wie Kohlenstoff, Silica-Alumina,
Zeolith, Alumina oder Silica getragen sein. Unter diesen Katalysatoren sind Palladium-Katalysatoren
bevorzugt und mehr bevorzugt ist Palladium, Palladiumhydroxid oder Palladiumoxid,
das auf Kohlenstoff, Silica-Alumin, Alumina oder Silica getragen ist. Auf Kohlenstoff
getragenes Palladium ist besonders bevorzugt.
Die getragene Menge, wenn der Katalysator auf dem Träger getragen
ist, liegt im Bereich von 2 bis 10 Gew.%, bezogen auf das Gewicht eines Trägers.
Die getragenen Katalysatoren können 20 bis 60 Gew.% Wasser enthalten.
Wenn der Katalysator in einer Menge von 5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht
des Trägers getragen wird, wird der getragene Katalysator bevorzugt in einer
Menge von 0,1 bis 20 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der verwendeten Carbonyl-Verbindung
verwendet. Selbst wenn es weniger als 0,1 Gew.% ist, kann die Reaktion durchgeführt
werden, jedoch ist dies nicht bevorzugt, weil die Reaktion langsam abläuft.
Wenn die Menge 20 Gew.% übersteigt, läuft die Reaktion schnell ab, aber
dies ist nicht bevorzugt, weil Nebenreaktionen ebenfalls auftreten. Die Menge ist
mehr bevorzugt 0,5 bis 15 Gew.%.
Der Katalysator kann in jedem pH-Bereich verwendet werden, aber ein
Katalysator mit einem pH von 8 oder weniger ist bevorzugt, mehr bevorzugt ist er
im Bereich von 2 bis 8, am meisten bevorzugt 3 bis 7,5. In diesem Fall bedeutet
der pH des Katalysators einen pH einer wäßrigen Lösung, erhalten
durch Dispergieren von 2 g Katalysatorpulver in 30 g Ionenaustauschwasser.
In dieser Erfindung werden (a) die Hydroxy-Verbindung und die Carbonyl-Verbindung
oder (b) die Carbonyl-Verbindungen in einer Wasserstoffgasatmosphäre reagiert.
Der Wasserstoffgasdruck ist nicht besonders beschränkt und kann atmosphärischer
oder erhöhter Druck sein. Bevorzugt ist er von atmosphärischem Druck bis
300 kg/cm2, weiterhin bevorzugt von atmosphärischem Druck bis 200
kg/cm2, besonders bevorzugt von atmosphärischem Druck bis 150 kg/cm2.
Erfindungsgemäß ist die Reaktionstemperatur bei der Reaktion
(a) der Hydroxy-Verbindung mit der Carbonyl-Verbindung oder (b) den Carbonyl-Verbindungen
nicht besonders beschränkt und ist bevorzugt 10 bis 200°C, besonders bevorzugt
50 bis 180°C.
Bei jeder Reaktion (a) und (b) wie oben beschrieben kann die Reaktionszeit
geeignet in Abhängigkeit von der Reaktionstemperatur, dem Wasserstoffgasdruck
und der Menge des Katalysators ausgewählt werden und ist üblicherweise
1 bis 24 Stunde, bevorzugt 1 bis 12 Stunden in jedem Fall.
In der oben beschriebenen Reaktion kann die Reaktion ohne Verwendung
eines Lösungsmittels durchgeführt werden, kann aber in einer verdünnten
Form mit einem geeigneten Lösungsmittel durchgeführt werden. Jedes Lösungsmittel
kann verwendet werden, solange es für die Hydrierungsreaktion inert ist, beispielsweise
Lösungsmittel wie n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan, n-Octan, n-Decan und Petrolether
und Ether-Lösungsmittel wie Dibutylether, Dihexylether und Tetrahydrofuran.
Die Reaktion in dieser Erfindung wird durchgeführt, während
erzeugtes Wasser durch zumindest ein Verfahren entfernt wird, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus
(1) Gegenwart eines Dehydratisierungsmittels;
(2) Abdestillation von Wasser; und
(3) Einblasen von Wasserstoffgas zum Fließen durch das Reaktionssystem.
Das heißt, die Reaktion dieser Erfindung wird durchgeführt,
während das erzeugte Wasser entfernt wird, was nicht nur die Entfernung von
Wasser aus dem Reaktionssystem bedeutet, sondern ebenfalls die Entfernung von Wasser
aus dem Reaktionssystem unter Verwendung von Dehydratisierungsmitteln mit Hilfe
der Adsorption oder durch Reaktion. Konkrete Verfahren zur Entfernung von Wasser
umfassen: das Durchführen der Reaktion in der Gegenwart eines Dehydratisierungsmittels;
das Abdestillieren des Wasser durch azeotrope Dehydratisierung und das Einblasen
von Wasserstoffgas durch das Reaktionssystem.
Weitere Verfahren zur Entfernung von Wasser umfassen: Abdestillieren
des Wassers durch azeotrope Dehydratisierung, während in das Reaktionssystem
nicht-reagierte Ausgangsmaterialien oder Ether-Verbindungen als Reaktionsprodukte
zurückgeführt werden, die aus dem Reaktionssystem zusammen mit dem Wasser
herausgekommen sind; Entfernen des Wassers unter Einblasen von Wasserstoffgas und
Durchführen einer azeotropen Dehydratisierung.
Beim Verfahren zur Entfernung von Wasser durch Durchführen der
Reaktion in der Gegenwart eines Dehydratisierungsmittels in dieser Erfindung umfaßt
das verwendete Dehydratisierungsmittels sogenannte Trocknungsmittel, die zum Trocknen
von Flüssigkeiten verwendet werden.
Im allgemeinen wird die Dehydratisierungsfähigkeit des Dehydratisierungsmittel
auf der Basis der physikalischen oder chemischen Adsorption von Wasser oder einer
chemischen Reaktion erzielt. Das erfindungsgemäß verwendete Dehydratisierungsmittel
ist nicht besonders durch den Mechanismus der Dehydratisierungsfähigkeit beschränkt,
und irgendwelche Dehydratisierungsmittel können verwendet werden, solange sie
eine Dehydratisierungsfähigkeit oder Wasserabsorptionsfähigkeit haben
und im wesentlichen das erzeugte Wasser entfernen, wodurch ermöglicht wird,
daß die beabsichtigte Veretherung schnell abläuft. Es ist nicht bevorzugt,
starke Säuren und starke Alkalien so wie sie sind zu verwenden, die Reaktionen
verursachen, die im wesentlichen von der Dehydratisierung verschieden sind, beispielsweise
das Auflösen der Katalysatoren oder die Verursachung einer Dimerisierung in
Carbonyl-Verbindungen. Jedoch können starke Säuren und starke Alkalien
ebenso verwendet werden, wenn einige Maßnahmen eingesetzt werden, so daß
sie nicht direkt beim Reaktionssystem involviert sind.
Die bevorzugten Dehydratisierungsmittel, die in dieser Erfindung verwendet
werden, umfassen anorganische Salze wie Magnesiumsulfat, Natriumsulfat, Calciumsulfat,
Kupfersulfat und Calciumchlorid, bevorzugt wasserfreie, Hydroxide wie Calciumhydroxid,
Oxide wie Magnesiumoxid, kristallinen Zeolith wie Molekularsieb und Silicagel. Die
Dehydratisierungsmittel sind nicht notwendigerweise auf diese Verbindungen beschränkt.
Unter diesen Dehydratisierungsmitteln sind die wasserfreien anorganischen Salze
und der kristalline Zeolith bevorzugt. Weiterhin sind wasserfreies Magnesiumsulfat,
wasserfreies Natriumsulfat, wasserfreies Calciumsulfat und Molekularsieb bevorzugt
und wasserfreies Magnesiumsulfat ist besonders bevorzugt.
Erfindungsgemäß ist die Menge des Dehydratisierungsmittels
nicht spezifisch beschränkt und ist bevorzugt 0,1 bis 100 mol%, mehr bevorzugt
0,1 bis 80 mol%, besonders bevorzugt 0,1 bis 50 mol%, bezogen auf die Hydroxy-Verbindung
oder Carbonyl-Verbindung als Ausgangsmaterial. Das Verfahren zur Entfernung von
Wasser durch Durchführen der Reaktion in der Gegenwart von solchen Dehydratisierungsmitteln
ist sehr bevorzugt, weil ein spezifischer Reaktor nicht erforderlich ist und das
Wasser leicht nur durch Zugabe von Dehydratisierungsmitteln entfernt werden kann.
Weiterhin kann erfindungsgemäß das durch die Reaktion erzeugte
Wasser aus dem Reaktionssystem durch Abdestillieren entfernt werden. Ein Verfahren
zum Abdestillieren von Wasser ist nicht besonders beschränkt und umfaßt
beispielsweise ein Verfahren durch azeotrope Dehydratisierung. In diesem Fall ist
es bevorzugt, das Wasser zusammen mit nicht-reagierten Ausgangsmaterialien oder
Reaktionsprodukten abzudestillieren, die nicht-reagierten Ausgangsmaterialien
in das Reaktionssystem durch Trennen des Wassers durch fraktionierte Destillation,
durch Phasentrennung oder durch eine Behandlung mit Dehydratisierungsmitteln zu
zirkulieren. Dieser Zirkulationsschritt kann kontinuierlich oder absatzweise entweder
während der Reaktion oder nicht erfolgen. Wenn die Ausgangsmaterialien nicht
ausreichend eingefangen werden können, ist es bevorzugt, weitere Ausgangsmaterialien
zuzugeben.
Als Verfahren zum Durchführen der azeotropen Dehydratisierung
gibt es ein Verfahren, bei dem die Reaktion und die Destillation von Wasser kontinuierlich
durch Verwendung einer azeotropen Dehydratisierungsanlage durchgeführt werden,
und ein Verfahren, bei dem die Reaktion und dann das Entfernen von Wasser schrittweise
durchgeführt werden, zum Beispiel ein Verfahren, bei dem nach Durchführung
der Reaktion die azeotrope Dehydratisierung und dann die Reaktion erneut durchgeführt
wird. Die Reaktion wird bevorzugt kontinuierlich durchgeführt, um dafür
zu sorgen, daß die Reaktion glatt abläuft. Zur Durchführung der effizienten
Dehydratisierung kann die azeotrope Dehydratisierung durchgeführt werden, während
Wasserstoffgas durchfließt.
Beim Verfahren zur Durchführung der Reaktion ist, während
das Wasser durch die azeotrope Dehydratisierung gemäß dieser Erfindung
entfernt wird, es bevorzugt, Lösungsmittel als azeotropes Lösungsmittel
zu verwenden, die keine nachteiligen Wirkungen auf die Reaktion ausüben. Konkrete
Beispiele davon umfassen Toluol, Xylol und Benzol. Jedoch sind sie nicht notwendigerweise
auf diese beschränkt. Die Menge des Lösungsmittels ist nicht spezifisch
beschränkt, wenn das Lösungsmittel bei der Reaktion verwendet wird, und
die 1- bis 2-malige Menge ist bezogen auf das Volumen als Reaktionslösungsmittel
ist bevorzugt.
Durch eine solche azeotrope Dehydratisierung gibt es den Vorteil,
daß das Wasser effektiv entfernt werden kann.
Erfindungsgemäß kann das durch die Reaktion erzeugte Wasser
aus dem Reaktionssystem entfernt werden, indem die Reaktion durchgeführt wird,
während Gase wie Wasserstoffgas auf oder durch die Reaktionslösung geblasen
werden. Das Blasen von Wasserstoffgas usw. in die Reaktionslösung ist besonders
bevorzugt, um das Wasser effektiv zu entfernen. Die Fließmenge an Wasserstoffgas,
das erfindungsgemäß verwendet wird, kann entsprechend dem Reaktionsausmaß
ausgewählt werden und ist bevorzugt 0,01 bis 30 l/min, mehr bevorzugt 0,01
bis 10 l/min, beispielsweise in der Größenordnung von 0,5 l. Die Fließmenge
an Wasserstoffgas, die auf 0,01 l/min oder mehr eingestellt ist, macht es leicht,
das Wasser aus dem Reaktionssystem zu entfernen und beschleunigt die Reaktion. Die
Fließmenge an Wasserstoffgas, die auf 30 l/min oder weniger eingestellt ist,
ist bevorzugt, weil eine verminderte Menge der Hydroxy-Verbindung oder Carbonyl-Verbindung
als Ausgangsmaterial zusammen mit Wasser entfernt wird. In diesem Fall kann jedoch
die Hydroxy-Verbindung oder Carbonyl-Verbindung, die zusammen mit dem Wasser entfernt
werden, erneut zum Reaktor nach der Entfernung des Wassers, beispielsweise durch
fraktionierte Destillation oder ein Dehydratisierungsmittel zurückgeführt
werden, um hierdurch die Reaktion ohne Unterbrechung fortzusetzen. Das Blasen von
Wasserstoffgas kann kontinuierlich oder absatzweise während der Reaktion durchgeführt
werden. Das kontinuierliche Blasen ist bevorzugt, damit die Reaktion glatt abläuft.
Weiterhin kann das in das Reaktionssystem eingeblasene Wasserstoffgas
an die Luft so wie es ist abgelassen werden, aber zur effektiven Verwendung des
Wasserstoffgases ist es effizient und daher bevorzugt, das Wasserstoffgas, das aus
dem System herauskommt, erneut zum System über eine Zirkulationsleitung zurückzuführen,
die zur Reaktion verwendet wird, während zirkuliert wird.
Solche Verfahren wie die Entfernung von Wasser oder Einblasen von
Wasserstoffgas haben solche Vorteile, daß keine Reagentien weiter zugegeben
werden und das Wasserstoffgas leicht von Wasser getrennt werden kann und ein Pro-Behandlung
einfach ist.
[Beispiele]
Diese Erfindung wird nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf
die Beispiele beschrieben.
Beispiel A-1
Herstellung von 1,3-Dimethylbutyltetradecylether
197 g (0,5 mol) Tetradecylalkohol, 100 g (1,0 mol) 4-Methyl-2-pentanon,
2,1 g 5 % Pd-C (pH 6,6) als Katalysator und 8,6 g (0,07 mol) wasserfreies Magnesiumsulfat
als Dehydratisierungsmittel wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem
Wasserstoffgas-Einführrohr und einem Rührer ausgerüstet war, und
die Mischung wurde bei 100 kg/cm2 Wasserstoffdruck bei 150°C 5 Stunden
lang gerührt.
Nach Vollendung der Reaktion wurden der Katalysator und Magnesiumsulfat
durch Filtration entfernt und überschüssiges 4-Methyl-2-pentanon unter
vermindertem Druck entfernt. Weiterhin wurde die Destillation unter vermindertem
Druck (143°C, 1 Torr) durchgeführt, unter Erhalt von 148 g (0,49 mol)
des 1,3-Dimethylbutyltetradecylethers als farblose transparente Lösung. Die
Isolationsausbeute war 99 %.
Vergleichsbeispiel A-1
Die Reaktion wurden auf gleiche Weise wie bei Beispiel A-1 durchgeführt
mit der Ausnahme, daß das wasserfreie Magnesiumsulfat nicht zurückgegeben
wurde, wodurch 109 g (0,37 mol) 1,3-Dimethylbutyltetradecylether als farblose, transparente
Lösung erhalten wurden. Die Isolationsausbeute war 73 %.
Beispiele A-2 bis 7
Die Hydroxy-Verbindungen und die Carbonyl-Verbindungen gemäß
Tabelle A-1 wurden in der Gegenwart der Katalysatoren und der Dehydratisierungsmittel
gemäß Tabelle A-1 auf gleiche Weise wie bei Beispiel A-1 reagiert, mit
der Ausnahme, daß die Reaktionsbedingungen gemäß Tabelle A-1 geändert
wurden.
Die resultierenden Produkte und Isolationsausbeuten davon sind in
Tabelle A-1 gezeigt.
Vergleichsbeispiele A-2 bis 7
Die Hydroxy-Verbindungen und die Carbonyl-Verbindungen gemäß
Tabelle A-2 wurden in der Gegenwart der Katalysatoren gemäß Tabelle A-2
auf gleiche Weise wie bei Vergleichsbeispiel A-1 reagiert, mit der Ausnahme, daß
die Reaktionsbedingungen wie in Tabelle A-2 gezeigt geändert wurden. Die resultierenden
Produkte und Isolationsausbeuten sind in Tabelle A-2 gezeigt.
Beispiel A-8
Produktion von Dicyclohexylether
147 g (1,5 mol) Cyclohexanon, 100 g (1,0 mol) Cyclohexanol, 5 g 5
% Pd-C (pH 6,6) als Katalysator und 13 g (0,1 mol) wasserfreies Magnesiumsulfat
als Dehydratisierungsmittel wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einen
Wasserstoffgaseinführrohr und einem Rührer ausgerüstet war, und der
Inhalt wurde bei 100 kg/cm2 Wasserstoffdruck bei 180°C 7 h lang
gerührt.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Autoklav auf Raumtemperatur
gekühlt und der Autoklav von Wasserstoffgas befreit und geöffnet. Der
Katalysator und das Magnesiumsulfat wurden aus der Reaktionslösung durch Filtration
entfernt und dann wurde die Analyse durch Gaschromatographie durchgeführt.
Die Ergebnisse zeigen, daß die Umwandlungsrate von Cyclohexanol 97 % und die
Ausbeute von Dicyclohexylether 95 % war.
Vergleichsbeispiel A-8
Dicyclohexylether wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel A-8 erhalten,
mit der Ausnahme, daß wasserfreies Magnesiumsulfat nicht zugegeben wurde. Die
Ergebnisse zeigen, daß die Umwandlungsrate von Cyclohexanol 81 % und die Ausbeute
von Dicyclohexylether 78 % waren.
Beispiel A-9
Produktion von 1,3-Dimethylbutyltetradecylether
80 g (0,37 mol) Tetradecylalkohol, 150 g (1,5 mol) 4-Methyl-2-pentanon
und 1,6 g 5 % Pd-C (pH 4,0) als Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben,
der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr und einem Rührer ausgerüstet
war, und die Mischung wurde bei 100 kg/cm2 Wasserstoffdruck bei 150°C
8 Stunden lang gerührt.
Nach Vollendung der Reaktion des ersten Schritts wurde der Katalysator
durch Filtration entfernt und ein 500 ml-Kolben, ausgerüstet mit einem Dehydratisierungs-Rückflußrohr
und einem Rührer, wurde mit dem Filtrat beladen. Die Mischung aus 4-Methyl-2-pentanon
und Wasser, die azeotrop destilliert wurde, wurde in Phasen im Dehydratisierungsrückflußrohr
getrennt, zur Entfernung von Wasser. Dann wurde die Lösung, die nach der Beendigung
der azeotropen Destillation erhalten wurde, und der Katalysator erneut in den Autoklaven
geführt, zur Durchführung der Reaktion des zweiten Schritts bei einem
Wasserstoffdruck von 100 kg/cm2 bei 150°C für 7 Stunden. Nach
Vollendung der Reaktion des zweiten Schrittes wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt und überschüssiges 4-Methyl-2-pentanon unter vermindertem Druck
entfernt. Weiterhin wurde die Destillation unter vermindertem Druck (143°C/1
Torr) durchgeführt, unter Erhalt von 107 g (0,36 ml) des 1,3-Dimethylbutyltetradecylethers
als farblose, transparente Lösung. Die Isolationsausbeute war 97 %.
Vergleichsbeispiel A-9
80 g (0,37 mol) Tetradecylalkohol, 150 g (1,5 mol) 4-Methyl-2-pentanon
und 1,6 g 5 % Pd-C (pH 4,0) als Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben,
der mit einem Wasserstoffgaseinführrohr und einem Rührer ausgerüstet
war und die Reaktion wurde bei einem Wasserstoffdruck von 100 kg/cm2
bei 150°C 15 Stunden lang durchgeführt.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt und überschüssiges 4-Methyl-2-pentanon unter
vermindertem Druck entfernt. Weiterhin wurde die Destillation unter vermindertem
Druck (143°C/1 Torr) durchgeführt, unter Erhalt von 86 g (0,29 mol) 1,3-Dimethylbutyltetradecylether
als farblose und transparente Lösung. Die Isolationsausbeute war 78 %.
Beispiel A-10
Herstellung von 1,3-Dimethylbutylhexydecylether
90 g (0,37 mol) Hexadecylalkohol, 150 g (1,5 mol) 4-Methyl-2-pentanon
und 1,8 g 5 5 Pd-C (pH 4,0) als Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben,
der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr, einem Rührer und einer Dehydratisierungs-Rückflußvorrichtung
ausgerüstet war, und der Inhalt wurde bei einem Wasserstoffdruck von 20 kg/cm2
bei 150°C 12 Stunden gerührt, während die azeotrope Dehydratisierung
durchgeführt wurde. Die Mischung von 4-Methyl-2-pentanon und Wasser, die azeotrop
während der Reaktion destilliert wurde, wurde in Phasen in einem Fraktionierrohr,
das in der Dehydratisierungsrückflußvorrichtung installiert war getrennt,
und nur 4-Methyl-2-pentanon wurde kontinuierlich in dem Autoklaven unter Rückfluß
gehalten.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt und überschüssiges 4-Methyl-2-pentanon wurde unter vermindertem
Druck entfernt. Weiterhin wurde die Destillation unter vermindertem Druck (145°C/0,32
Torr) durchgeführt, unter Erhalt von 115 g (0,35 mol) von 1,3-Dimethylbutylhexadecylether
als farblose transparente Lösung. Die Isolationsausbeute war 95 %.
Vergleichsbeispiel A-10
90 g (0,37 mol) Hexadecylalkohol, 150 g (1,5 mol) 4-Methyl-2-pentanon
und 1,8 g (5 % Pd-C (pH 4,0) als Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven,
der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr und Rührer versehen war, gegeben
und der Inhalt wurde bei einem Wasserstoffdruck von 20 kg/cm2 bei 150°C
für 12 h gerührt.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt und überschüssiges 4-Methyl-2-pentanon unter vermindertem Druck
entfernt. Weiterhin wurde die Destillation unter vermindertem Druck (145°C/0,3
Torr) durchgeführt, unter Erhalt von 75 g (0,23 mol) 1,3-Dimethylbutylhexydecylether
als farblose transparente Flüssigkeit. Die Isolationsausbeute war 62 %.
Beispiele A-11 bis 13
Die Hydroxy-Verbindungen und Carbonyl-Verbindungen gemäß
Tabelle A-3 wurden in der Gegenwart der Katalysatoren gemäß Tabelle A-3
auf gleiche Weise wie bei Beispiel A-10 reagiert, mit der Ausnahme, daß die
Reaktionsbedingungen wie in Tabelle A-3 gezeigt, geändert wurden.
Die resultierenden Produkte und Isolationsausbeuten davon sind in
Tabelle A-3 zusammen mit den Ergebnissen der Beispiele A-9 und 10 gezeigt.
Vergleichsbeispiele A-11 bis 13
Die Hydroxy-Verbindungen und Carbonyl-Verbindungen gemäß
Tabelle A-4 wurden in der Gegenwart der Katalysatoren gemäß Tabelle A-4
in der gleichen Weise wie bei Vergleichsbeispiel A-10 reagiert, mit der Ausnahme,
daß die Reaktionsbedingungen wie in Tabelle A-4 gezeigt, geändert wurden.
Die resultierenden Produkte und Isolationsausbeuten davon sind in
der Tabelle A-4 zusammen mit den Ergebnissen der Vergleichsbeispiele A-9 und 10
gezeigt.
Beispiel A-14
Produktion von 1,3-Dimethylbutyltetradecylether
53,5 g (0,25 mol) Tetradecylalkohol, 100 g (1,0 mol) 4-Methyl-2-pentanon
und 1,1 g 5 % Pd-C (pH 6,6) als Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben,
der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr und einem Rührer ausgerüstet
war und der Inhalt wurde bei einem Wasserstoffdruck von 20 kg/cm2 gerührt,
während 0,2 l/min Wasserstoffgas kontinuierlich bei 150°C für 8 Stunden
eingeführt wurden.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt und überschüssiges 4-Methyl-2-pentanon unter vermindertem Druck
entfernt. Weiterhin wurde die Destillation unter vermindertem Druck (143°C/1
Torr) durchgeführt, unter Erhalt von 71 g (0,24 mol) 1,3-Dimethylbutyltetradecylether
als farblose transparente Lösung. Die Isolationsausbeute war 95 %.
Vergleichsbeispiel A-14
Die Reaktion wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel A-14 durchgeführt,
mit der Ausnahme, daß Wasserstoff nicht kontinuierlich durchfloß, wodurch
45 g (0,15 mol) 1,3-Dimethylbutyltetradecylether als farblose transparente Lösung
erhalten wurden. Die Isolationsausbeute war 60 %.
Beispiele A'-15 bis 25
Die Hydroxy-Verbindungen und Carbonyl-Verbindungen gemäß
den Tabellen A'-5 und A'-6 wurden in der Gegenwart der Katalysatoren gemäß
den Tabellen A'-5 und A'-6 auf gleiche Weise wie bei Beispiel A-14 reagiert, mit
der Ausnahme, daß die Reaktionsbedingungen wie in den Tabellen A'-5 und A'-6
gezeigt geändert wurden.
Die resultierenden Produkte und Isolationsausbeuten sind in den Tabellen
A'-5 und A'-6 zusammen mit den Ergebnissen von Beispiel A-14 gezeigt.
Vergleichsbeispiele A'-15 bis 25
Die Hydroxy-Verbindungen und Carbonyl-Verbindungen gemäß
den Tabellen A'-7 und A'-8 wurden in der Gegenwart der Katalysatoren gemäß
den Tabellen A'7 und A'-8 auf gleiche Weise wie bei Vergleichsbeispiel A-14 reagiert,
mit der Ausnahme, daß die Reaktionsbedingungen wie in den Tabellen A'-7 und
A'-8 gezeigt geändert wurden.
Die resultierenden Produkte und Isolationsausbeuten davon sind in
den Tabellen A'-7 und A'-8 zusammen mit den Ergebnissen von Vergleichsbeispiel 14
gezeigt.
Beispiel A'-26
Herstellung von 1,3-Dimethylbutyltetradecylether
53,5 g (0,25 mol) Tetradecylalkohol, 100 g (1,0 mol) 4-Methyl-2-pentanon
und 1,6 g 5 % Pd-C (pH 6,6) als Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben,
der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr, einem Rührer und einem Dehydratisierungsrückflußrohr
ausgerüstet war, und der Inhalt wurde bei 8 kg/cm2 Wasserstoffdruck
unter Einführen von 7.00 ml/min Wasserstoffgas zum kontinuierlichen Fließen
für 7 Stunden bei 150°C gerührt. Durch die Reaktion als Nebenprodukt
erzeugtes Wasser wurde aus dem System entfernt, und 4-Methyl-2-pentanon, das aus
dem System zusammen mit Wasser herauskam, wurde im System unter Rückfluß
gehalten.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt und überschüssiges 4-Methyl-2-pentanon unter reduziertem Druck
entfernt. Weiterhin wurde die Destillation unter vermindertem Druck (143°C/1
Torr durchgeführt, unter Erhalt von 73,8 g (0,248 mol) 1,3-Dimethylbutyltetradecylether
als farblose transparente Lösung. Die Isolationsausbeute war 99 %.
Vergleichsbeispiel A'-26
Die Reaktion wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel A'-26 durchgeführt,
mit der Ausnahme daß das Dehydratisierungsrückflußrohr nicht vorgesehen
war, und Wasserstoffgas wurde nicht kontinuierlich eingeführt, wodurch 21,6
g (0,073 mol) 1,3-Dimethylbutyltetradecylether als farblose transparente Lösung
erhalten wurde. Die Isolationsausbeute war 29 %.
Beispiele A'-27 bis 37
Die Hydroxy-Verbindungen und die Carbonyl-Verbindungen gemäß
den Tabellen A'-9 und A'-10 wurden in der Gegenwart der Katalysatoren gemäß
den Tabellen A'-9 und 10 auf gleiche Weise wie bei Beispiel A'-26 reagiert, mit
der Ausnahme, daß die Reaktionsbedingungen wie in den Tabellen A'-9 und 10
gezeigt geändert wurden.
Die resultierenden Produkte und Isolationsausbeuten sind in den Tabelle
A'-9 und 10 zusammen mit den Ergebnissen von Vergleichsbeispiel A'-26 gezeigt.
Vergleichsbeispiele A'-27 bis 37
Die Hydroxy-Verbindungen und die Carbonyl-Verbindungen gemäß
den Tabellen A'-11 und A'-12 wurden in der Gegenwart der Katalysatoren gemäß
den Tabellen A'-11 und 10 auf gleiche Weise wie bei Beispiel A'-26 reagiert, mit
der Ausnahme, daß die Reaktionsbedingungen wie in den Tabellen A'-11 und A'-12
gezeigt geändert wurden.
Die resultierenden Produkte und Isolationsausbeuten sind in den Tabelle
A'-11 und A'-12 zusammen mit den Ergebnissen von Vergleichsbeispiel A'-26 gezeigt.
Beispiel B-8Synthese von Didecylether
CH3(CH2)8CH2-O-CH2(CH2)8CH3
265 g (1,7 mol) n-Decylaldehyd, 5,3 g 5 % Pd-C (pH 6,6) als Katalysator
und 2,7 g (0,02 mol) wasserfreies Magnesiumsulfat wurden in einen 500 ml Autoklaven
gegeben, der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr und einem Rührer versehen
war, und der Inhalt wurde bei einem Wasserstoffdruck von 100 kg/cm2 bei
150°C 8 Stunden lang gerührt.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt. Weiterhin wurde die Destillation unter vermindertem Druck (143°C/0,3
Torr) durchgeführt, unter Erhalt von 228 g (0,77 mol) Didecylether als farblose
transparente Lösung. Die Isolationsausbeute war 90 %.
Beispiel B-9
Synthese von Bis(1,3-dimethylbutyl)ether
250 g (2,5 mol) Methylisobutylketon, 5,0 g 5 % Pd-C (pH 3,8) als Katalysator
und 2,5 g (0,02 mol) wasserfreies Magnesiumsulfat wurden in einen 500 ml-Autoklaven
gegeben, der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr und einem Rührer versehen
war, und der Inhalt wurde bei einem Wasserstoffdruck von 150 kg/cm2 bei
150°C 8 Stunden gerührt.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt. Weiterhin wurde die Destillation unter vermindertem Druck (97°C/50
Torr) durchgeführt, unter Erhalt von 174 g (0,94 mol) Bis(1,3-dimethylbutyl)ether
als farblose transparente Lösung. Die Isolationsausbeute war 75 %.
Beispiel B'-10Synthese von Dibutylether
CH3(CH2)2CH2-O-CH2(CH2)2CH3
284 g (4,0 mol) n-Butylaldehyd und 8,5 g 5 % Pd-C (pH 6,6) als Katalysator
wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr,
einem Rührer und einem Kühldehydratisierungsrohr versehen war, und der
Inhalt wurde bei einem Wasserstoffdruck von 60 kg/cm2 gerührt, während
700 ml/min Wasserstoffgas kontinuierlich bei 150°C 8 Stunden eingeführt
wurden, zur Durchführung der Reaktion, während durch die Reaktion als
Nebenprodukt erzeugtes Wasser aus dem System entfernt wurde und n-Butylaldehyd,
das aus dem System zusammen mit dem Wasser kam, erneut in das System zurückgeführt
wurde.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt. Weiterhin wurde die Destillation (140°C/atmosphärischer Druck)
durchgeführt, unter Erhalt von 247 g (1,9 mol) Dibutylether als farblose transparente
Lösung. Die Isolationsausbeute war 95 %.
Beispiel B'-11Synthese von Dihexylether
CH3(CH2)4CH2-O-CH2(CH2)4CH3
250 g (2,5 mol) n-Hexylaldehyd und 7,5 g 5 % Pd-C (pH 6,6) als Katalysator
wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr,
einem Rührer und einem Kühldehydratisierungsrohr versehen war, und der
Inhalt wurde bei einem Wasserstoffdruck von 80 kg/cm2 gerührt, während
700 ml/min Wasserstoffgas kontinuierlich bei 150°C 8 Stunden eingeführt
wurden, zur Durchführung der Reaktion, während durch die Reaktion als
Nebenprodukt erzeugtes Wasser aus dem System entfernt wurde und n-Hexylaldehyd,
das aus dem System zusammen mit dem Wasser kam, erneut in das System zurückgeführt
wurde.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt. Weiterhin wurde die Destillation unter vermindertem Druck (102°C/50
Torr) durchgeführt, unter Erhalt von 216 g (1,16 mol) Dihexylether als farblose
transparente Lösung. Die Isolationsausbeute war 93 %.
Beispiel B'-12Synthese von Dioctylether
CH3(CH2)6CH2-O-CH2(CH2)6CH3
256 g (2,5 mol) n-Octylaldehyd und 7,7 g 5 % Pd-C (pH 3,8) als Katalysator
wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr,
einem Rührer und einem Kühldehydratisierungsrohr versehen war, und der
Inhalt wurde bei einem Wasserstoffdruck von 100 kg/cm2 und 800 ml/min
Wasserstoff-Fließmenge bei 150°C 8 Stunden gerührt, zur Durchführung
der Reaktion, während durch die Reaktion als Nebenprodukt erzeugtes Wasser
aus dem System entfernt wurde und n-Octylaldehyd, das aus dem System zusammen mit
dem Wasser kam, erneut in das System zurückgeführt wurde.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt. Weiterhin wurde die Destillation unter vermindertem (127°C/3,5 Torr)
durchgeführt, unter Erhalt von 225 g (0,93 mol) Dioetylether als farblose transparente
Lösung. Die Isolationsausbeute war 93 %.
Beispiel B'-13Synthese von Didecylether
CH3(CH2)8CH2-O-CH2(CH2)8CH3
265 g (1,7 mol) n-Decylaldehyd und 8,0 g 5 % Pd-C (pH 6,6) als Katalysator
wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr,
einem Rührer und einem Kühldehydratisierungsrohr versehen war, und der
Inhalt wurde bei einem Wasserstoffdruck von 100 kg/cm2 und 1 l/min Wasserstoff-Fließmenge
bei 150°C 8 Stunden gerührt, zur Durchführung der Reaktion, während
durch die Reaktion als Nebenprodukt erzeugtes Wasser aus dem System entfernt wurde
und n-Decylaldehyd, das aus dem System zusammen mit dem Wasser kam, erneut in das
System zurückgeführt wurde.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt. Weiterhin wurde die Destillation unter vermindertem Druck (142°C/3
Torr) durchgeführt, unter Erhalt von 233 g (0,78 mol) Didecylether als farblose
transparente Lösung. Die Isolationsausbeute war 92 %.
Beispiel B'-14Synthese von Didodecylether
CH3(CH2)10CH2-O-CH2(CH2)10CH3
276 g (1,5 mol) n-Dodecylaldehyd und 8,3 g 5 % Pd-C (pH 3,8) als Katalysator
wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr,
einem Rührer und einem Kühldehydratisierungsrohr versehen war, und der
Inhalt wurde bei einem Wasserstoffdruck von 120 kg/cm2 und 1 l/min Wasserstoff-Fließmenge
bei 150°C 8 Stunden gerührt, zur Durchführung der Reaktion, während
durch die Reaktion als Nebenprodukt erzeugtes Wasser aus dem System entfernt wurde
und n-Dodecylaldehyd, das aus dem System zusammen mit dem Wasser kam, erneut in
das System zurückgeführt wurde.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt. Weiterhin wurde die Destillation unter vermindertem (165°C/0,2 Torr)
durchgeführt, unter Erhalt von 247 g (0,70 mol) Didodecylether als farblose
transparente Lösung. Die Isolationsausbeute war 93 %.
Beispiel B'-15
Synthese von Bis(1,3-dimethylbutyl)ether
250 g (2,5 mol) Methylisobutylketon und 10 g 5 % Pd-C (pH 3,8) als
Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr,
einem Rührer und einem Kühldehydratisierungsrohr versehen war, und der
Inhalt wurde bei einem Wasserstoffdruck von 150 kg/cm2 und 700 ml/min
Wasserstoff-Fließmenge bei 150°C 8 Stunden gerührt, zur Durchführung
der Reaktion, während durch die Reaktion als Nebenprodukt erzeugtes Wasser
aus dem System entfernt wurde und Methylisobutylketon, das aus dem System zusammen
mit dem Wasser kam, erneut in das System zurückgeführt wurde.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt. Weiterhin wurde die Destillation unter vermindertem Druck (97°C/50
Torr) durchgeführt, unter Erhalt von 184 g (0,99 mol) Bis(1,3-dimethylbutylether)
als farblose transparente Lösung. Die Isolationsausbeute war 79 %.
Beispiel B'-16
Synthese von Dicyclohexylether
245 g (2,5 mol) Cyclohexanon und 9,8 g 5 % Pd-C (pH 6,6) als Katalysator
wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr,
einem Rührer und einem Kühldehydratisierungsrohr versehen war, und der
Inhalt wurde bei einem Wasserstoffdruck von 150 kg/cm2 und 700 ml/min
Wasserstoff-Fließmenge bei 150°C 8 Stunden gerührt, zur Durchführung
der Reaktion, während durch die Reaktion als Nebenprodukt erzeugtes Wasser
aus dem System entfernt wurde und Cyclohexanon, das aus dem System zusammen mit
dem Wasser kam, erneut in das System zurückgeführt wurde.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt. Weiterhin wurde das Raffinieren mit Silicagel-Säulenchromatographie
durchgeführt, unter Erhalt von 187 g (1,03 mol) Dicyclohexylether als farblose
transparente Lösung. Die Isolationsausbeute war 82 %.
Beispiel C-1
150 g (0,027 mol) Ethylenoxid-Addukt von Dodecylalkohol (durchschnittliche
molare Additionszahl von Ethylenoxid: 120 mol), 44 g (0,76 mol) Aceton, 0,94 g (7,84
mmol) wasserfreies Magnesiumsulfat und 3 g 5 % Pd-C (pH 4,0) als Katalysator wurden
in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr
und einem Rührer versehen war und die Reaktion wurde bei einem Wasserstoffdruck
von 100 kg/cm2 bei 150°C 8 Stunden durchgeführt. Nach Vollendung
der Reaktion wurden der Katalysator und Magnesiumsulfat durch Filtration entfernt
und überschüssiges Aceton unter vermindertem Druck entfernt, wodurch 148
g Polyoxyethylen (durchschnittliche molare Additionszahl von Ethylenoxid: 120 mol)-ispropyl-laurylether
als weißer Feststoff erhalten wurde (Isolationsausbeute: 98 %).
Beispiel C-2
200 g (0,03 mol) Ethylenoxid-Addukt von Dodecylalkohol (durchschnittliche
molare Additionszahl von Ethylenoxid: 150 mol), 50 g (0,86 mol) Aceton, 1,03 g (8,57
mmol) wasserfreies Magnesiumsulfat und 4 g 5 % Pd-C (pH 4,0) als Katalysator wurden
in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr
und einem Rührer versehen war und die Reaktion wurde bei einem Wasserstoffdruck
von 100 kg/cm2 bei 150°C 8 Stunden durchgeführt. Nach Vollendung
der Reaktion wurden der Katalysator und Magnesiumsulfat durch Filtration entfernt
und überschüssiges Aceton unter vermindertem Druck entfernt, wodurch 199
g Polyoxyethylen (durchschnittliche molare Additionszahl von Ethylenoxid: 150 mol)-ispropyl-laurylether
als weißer Feststoff erhalten wurde (Isolationsausbeute:
99 %).
Beispiel C-3
150 g (0,027 mol) Ethylenoxid-Addukt von Dodecylalkohol (durchschnittliche
molare Additionszahl von Ethylenoxid: 120 mol), 54 g (0,75 mol) Methylethylketon,
0,94 g (7,87 mmol) wasserfreies Magnesiumsulfat und 3 g 5 % Pd-C (pH 4,0) als Katalysator
wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr
und einem Rührer versehen war und die Reaktion wurde bei einem Wasserstoffdruck
von 100 kg/cm2 bei 150°C 8 Stunden durchgeführt. Nach Vollendung
der Reaktion wurden der Katalysator und Magnesiumsulfat durch Filtration entfernt
und überschüssiges Aceton unter vermindertem Druck entfernt, wodurch 147
g Polyoxyethylen (durchschnittliche molare Additionszahl von Ethylenoxid: 120 mol)-1-methylpropyl-laurylether
als weißer Feststoff erhalten wurde (Isolationsausbeute: 96 %).
Beispiel C-4
83 g (0,036 mol) Ethylenoxid- und Propylenoxid-Addukt von Stearylalkohol
(durchschnittliche molare Additionszahl von Ethylenoxid: 20 mol, durchschnittliche
molare Additionszahl von Propylenoxid: 20 mol), 53 g (0,93 mol) Aceton, 1,85 g (0,015
mmol) wasserfreies Magnesiumsulfat und 1,7 g 5 % Pd-C (pH 4,0) als Katalysator wurden
in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr
und einem Rührer versehen war und die Reaktion wurde bei einem Wasserstoffdruck
von 100 kg/cm2 bei 150°C 8 Stunden durchgeführt. Nach Vollendung
der Reaktion wurden der Katalysator und Magnesiumsulfat durch Filtration entfernt
und überschüssiges Aceton unter vermindertem Druck entfernt, wodurch 74
g Polyoxyalkylen (durchschnittliche molare Additionszahl von Ethylenoxid: 20 mol,
durchschnittliche molare Additionszahl von Propylenoxid: 20 mol)-ispropyl-laurylether
als farblose und transparente Lösung erhalten wurde (Isolationsausbeute: 87
%).
Beispiel C-5
150 g (0,047 mol) Ethylenoxid- und Propylenoxid-Addukt von 2-Octylalkohol
(durchschnittliche molare Additionszahl von Ethylenoxid: 30 mol, durchschnittliche
molare Additionszahl von Propylenoxid: 30 mol), 150 g (1,5 mol) Methylisobutylketon,
2,42 g (0,02 mmol) wasserfreies Magnesiumsulfat und 3 g 5 % Pd-C (pH 4,0) als Katalysator
wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr
und einem Rührer versehen war und die Reaktion wurde bei einem Wasserstoffdruck
von 100 kg/cm2 bei 150°C 10 Stunden durchgeführt. Nach Vollendung
der Reaktion wurden der Katalysator und Magnesiumsulfat durch Filtration entfernt
und überschüssiges Methylisobutylketon unter vermindertem Druck entfernt,
wodurch 143 g Polyoxyalkylen (durchschnittliche molare Additionszahl von Ethylenoxid:
30 mol, durchschnittliche molare Additionszahl von Propylenoxid: 30 mol)-1,3-dimethylbutyl-1-methylheptylether
als farblose und transparente Lösung erhalten wurde (Isolationsausbeute: 93
%).
Beispiel C-6
150 g (0,047 mol) Ethylenoxid- und Propylenoxid-Addukt von 2-Octylalkohol
(durchschnittliche molare Additionszahl von Ethylenoxid: 30 mol, durchschnittliche
molare Additionszahl von Propylenoxid: 30 mol), 147 g (1,5 mol) Cyclohexanon, 2,42
g (0,02 mmol) wasserfreies Magnesiumsulfat und 3 g 5 % Pd-C (pH 4,0) als Katalysator
wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr
und einem Rührer versehen war und die Reaktion wurde bei einem Wasserstoffdruck
von 100 kg/cm2 bei 150°C 10 Stunden durchgeführt. Nach Vollendung
der Reaktion wurden der Katalysator und Magnesiumsulfat durch Filtration und überschüssiges
Cyclohexanon unter vermindertem Druck entfernt, wodurch 102 g Polyoxyalkylen (durchschnittliche
molare Additionszahl von Ethylenoxid: 30 mol, durchschnittliche molare Additionszahl
von Propylenoxid: 30 mol)-cyclohexyl-1-methylheptylether als farblose und transparente
Lösung erhalten wurde (Isolationsausbeute: 91 %).
Beispiel C'-7
164 g (0,05 mol) Ethylenoxid- und Propylenoxid-Addukt von Dodecylalkohol
(durchschnittliche molare Additionszahl von Ethylenoxid: 30 mol, durchschnittliche
molare Additionszahl von Propylenoxid: 30 mol), 150 g (1,5 mol) Methylisobutylketon
und 3 g 5 % Pd-C (pH 4,0) als Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben,
der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr und einem Rührer versehen war
und die Reaktion wurde bei einem Wasserstoffdruck von 10 kg/cm2 und einer
Wasserstoffgasfließrate von 300 ml/min bei 105°C 10 Stunden durchgeführt.
Wasser, das durch die Reaktion gebildet war, wurde aus dem System entfernt und nicht-reagiertes
Methylisobutylketon, das aus dem System zusammen mit Wasser kam, wurde in das System
zurückgeführt.
Nach Vollendung der Reaktion wurden der Katalysator durch Filtration
und überschüssiges Methylisobutylketon unter vermindertem Druck entfernt,
wodurch 158 g Polyoxyalkylen (durchschnittliche molare Additionszahl von Ethylenoxid:
30 mol, durchschnittliche molare Additionszahl von Propylenoxid: 30 mol)-1,3-dimethylbutyl-dodecylether
als farblose und transparente Flüssigkeit erhalten wurde (Isolationsausbeute:
95 %).
Beispiel C'-8
150 g (0,27 mol) Ethylenoxid-Addukt von Dodecylalkohol (durchschnittliche
molare Additionszahl von Ethylenoxid: 120 mol), 75 g (0,75 mol) Methylisobutylketon
und 10 g 5 % Pd-C (pH 4,0) als Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben,
der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr und einem Rührer versehen war
und die Reaktion wurde bei einem Wasserstoffdruck von 10 kg/cm2 und einer
Wasserstoffgasfließrate von 300 ml/min bei 150°C 10 Stunden durchgeführt.
Durch die Reaktion gebildetes Wasser wurde aus dem System entfernt und nicht-reagiertes
Methylisobutylketon, das zusammen mit dem Wasser aus dem System kam, wurde erneut
in das System geführt.
Nach Vollendung der Reaktion wurden der Katalysator durch Filtration
und überschüssiges Methylisobutylketon unter vermindertem Druck entfernt,
wodurch 144 g Polyoxyalkylen (durchschnittliche molare Additionszahl von Ethylenoxid:
120 mol)-1,3-dimethylbutyl-dodecylether als weißer Feststoff erhalten wurde
(Isolationsausbeute: 96 %).
Beispiel C'-9
150 g (0,027 mol) Ethylenoxid-Addukt von Dodecylalkohol (durchschnittliche
molare Additionszahl von Ethylenoxid: 120 mol), 54 g (0,75 mol) Isobutylaldehyd
und 10 g 5 % Pd-C (pH 4,0) als Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben,
der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr und einem Rührer versehen war
und die Reaktion wurde bei einem Wasserstoffdruck von 10 kg/cm2 und einer
Wasserstoffgas-Fließrate von 300 ml/min 10 Stunden bei 80°C durchgeführt.
Durch die Reaktion gebildetes Wasser wurde aus dem System entfernt und nicht-reagiertes
Isobutylaldehyd, das zusammen mit dem Wasser aus dem System kam, wurde erneut in
das System geführt.
Nach Vollendung der Reaktion wurden der Katalysator durch Filtration
entfernt und überschüssiges Isobutylaldehyd unter vermindertem Druck entfernt,
wodurch 158 g Polyoxyalkylen (durchschnittliche molare Additionszahl von Ethylenoxid:
30 mol, durchschnittliche molare Additionszahl von Propylenoxid: 30 mol)-1,3-dimethylbutyl-dodecylether
als weißer Feststoff erhalten wurde (Isolationsausbeute: 95 %).
Beispiel C'-10
83 g (0,036 mol) Ethylenoxid- und Propylenoxid-Addukt von Octadecylalkohol
(durchschnittliche molare Additionszahl von Ethylenoxid: 20 mol, durchschnittliche
molare Additionszahl von Propylenoxid: 20 mol), 67 g (0,93 mol) Methylethylketon
und 5 g 5 % Pd-C (pH 4,0) als Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben,
der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr und einem Rührer versehen war
und die Reaktion wurde bei einem Wasserstoffdruck von 10 kg/cm2 und einer
Wasserstoffgas-Fließrate von 300 ml/min 10 Stunden bei 80°C durchgeführt.
Durch die Reaktion gebildetes Wasser wurde aus dem System entfernt und nicht-reagiertes
Methylethylketon, das zusammen mit dem Wasser aus dem System kam, wurde erneut in
das System geführt.
Nach Vollendung der Reaktion wurden der Katalysator durch Filtration
entfernt und überschüssiges Methylethylketon unter vermindertem Druck
entfernt, wodurch 81 g Polyoxyalkylen (durchschnittliche molare Additionszahl von
Ethylenoxid: 20 mol, durchschnittliche molare Additionszahl von Propylenoxid: 20
mol)-1,3-dimethylbutyl-dodecylether als farblose und transparente Flüssigkeit
erhalten wurde (Isolationsausbeute: 95 %).
Beispiel C'-11
109 g (0,020 mol) Ethylenoxid-Addukt von Dodecylalkohol (durchschnittliche
molare Additionszahl von Ethylenoxid: 120 mol), 44 g (0,76 mol) Aceton und 8 g 5
% Pd-C (pH 4,0) als Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit
einem Wasserstoffgas-Einführrohr und einem Rührer versehen war und die Reaktion
wurde bei einem Wasserstoffdruck von 10 kg/cm2 und einer Wasserstoffgasfließrate
von 300 ml/min bei 120°C 10 Stunden durchgeführt.
Nach Vollendung der Reaktion wurden der Katalysator durch Filtration
entfernt und überschüssiges Aceton unter vermindertem Druck entfernt,
wodurch 107 g Polyoxyalkylen (durchschnittliche molare Additionszahl von Ethylenoxid:
120 mol)-isopropyl-dodecylether als weißer Feststoff erhalten wurde (Isolationsausbeute:
97 %).
Beispiel C'-12
83 g (0,036 mol) Ethylenoxid- und Propylenoxid-Addukt von Octadecylalkohol
(durchschnittliche molare Additionszahl von Ethylenoxid: 20 mol, durchschnittliche
molare Additionszahl von Propylenoxid: 20 mol), 67 g (0,93 mol) Isobutylaldehyd
und 5 g 5 % Pd-C (pH 4,0) als Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben,
der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr und einem Rührer versehen war
und die Reaktion wurde bei einem Wasserstoffdruck von 10 kg/cm2 und einer
Wasserstoffgasfließrate von 300 ml/min 10 Stunden bei 120°C durchgeführt.
Nach Vollendung der Reaktion wurden der Katalysator durch Filtration
entfernt und überschüssiges Isobutylaldehyd unter vermindertem Druck entfernt,
wodurch 82 g Polyoxyalkylen (durchschnittliche molare Additionszahl von Ethylenoxid:
20 mol, durchschnittliche molare Additionszahl von Propylenoxid: 20 mol)-2-methylpropyl-octadecylether
als farblose und transparente Flüssigkeit erhalten wurde (Isolationsausbeute:
96 %).
Beispiel D-1
Synthese von 1,6-Hexandioldiisopropylether
47 g (0,4 mol) 1,6-Hexandiol, 232 g (4 mol) Aceton, 0,84 g 5 % Pd-C
(pH 6,4) als Katalysator und 28 g (0,23 mol) wasserfreies Magnesiumsulfat als Dehydratisierungsmittel
wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem Wasserstoffgas-Einführrohr
und einem Rührer versehen war, und der Inhalt wurde bei einem Wasserstoffdruck
von 70 kg/cm2 bei 150°C 7 Stunden gerührt.
Nach Vollendung der Reaktion wurden der Katalysator und Magnesiumsulfat
durch Filtration entfernt und überschüssiges Aceton unter vermindertem
Druck entfernt. Weiterhin wurde das Raffinieren mit einer Silicagel-Säulenchromatographie
durchgeführt unter Erhalt von 79 G (0,39 mol) 1,6-Hexandioldiisopropylether
als farblose und transparente Lösung. Die Isolationsausbeute war 98 % (bezogen
auf 1,6-Hexandiol).
Beispiele D-2 bis 4
Die mehrwertigen Hydroxy-Verbindungen und die monovalenten Carbonyl-Verbindungen
gemäß Tabelle D-1 wurden in der Gegenwart der Katalysatoren und der Dehydratisierungsmittel
gemäß Tabelle D-1 auf gleiche Weise wie bei Beispiel D-1 reagiert, mit
der Ausnahme, daß die Reaktionsbedingungen wie in Tabelle D-1 gezeigt geändert
wurden. Die resultierenden Produkte und Isolationsausbeuten davon sind in Tabelle
D-1 gezeigt. Die Isolationsausbeuten basieren auf den Hydroxy-Verbindungen.
Beispiele D-5 bis 9
Die einwertigen Hydroxy-Verbindungen und die monovalenten Carbonyl-Verbindungen
gemäß Tabelle D-2 wurden in der Gegenwart der Katalysatoren
und der Dehydratisierungsmittel gemäß Tabelle D-2 auf gleiche Weise wie
bei Beispiel D-1 reagiert, mit der Ausnahme, daß die Reaktionsbedingungen wie
in Tabelle D-2 gezeigt geändert wurden. Die resultierenden Produkte und Isolationsausbeuten
davon sind in Tabelle D-2 gezeigt. Die Isolationsausbeuten basieren auf den Carbonyl-Verbindungen.
Beispiel D-10
Synthesee von Isopropylpolyoxyethylen(P=4,3)glycerin
99 g (0,15 mol) Polyoxyethylen(P=4,3)glycerin, 133 g (2,3 mol) Aceton,
2,0 g 5 % Pd-C (pH 3,8) als Katalysator und 16 g (0,13 mol) wasserfreies Magnesiumsulfat
als Dehydratisierungsmittel wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem
Wasserstoffgas-Einführrohr und einem Rührer versehen war, und der Inhalt
wurde bei einem Wasserstoffdruck von 100 kg/cm2 bei 150°C 10 Stunden
gerührt.
Nach Vollendung der Reaktion wurden der Katalysator und Magnesiumsulfat
durch Filtration und überschüssiges Aceton unter vermindertem Druck entfernt.
weiterhin wurde der Anteil mit dem niedrigen Siedepunkt vollständig durch Dampf
entfernt, unter Erhalt von 100 g Isopropylpolyoxyethylen(P=4,3)glycerin als farblose
transparente Lösung.
Die Veretherungsrate, berechnet vom Hydroxyl-Wert [255 (KOH mg/g)]
vor der Reaktion und der Hydroxyl-Wert [26 (KOH mg/g)] nach der Reaktion war 76
%.
Beispiel D-11
Die mehrwertige Hydroxy-Verbindung und die monovalente Carbonyl-Verbindung
gemäß Tabelle D-3 wurden in der Gegenwart des Katalysators und des Dehydratisierungsmittels
gemäß Tabelle D-3 auf gleiche Weise wie bei Beispiel D-10 reagiert, mit
der Ausnahme, daß die Reaktionsbedingungen wie in Tabelle D-3 gezeigt, geändert
wurden.
Das resultierende Produkt und die Veretherungsrate davon sind in Tabelle
D-3 gezeigt.
Beispiel D-12
Synthese von 1,4-Butandiolbis(1,3-dimethylbutyl)ether
18 g (0,2 mol) 1,4 Butandiol, 200 g (2 mol) Methylisobutylketon und
2 g 5 % Pd-C (pH 7,1) als Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben,
der mit einem Wasserstoffgaseinführrohr, einem Rührer und einem Kühldehydratisierungsrohr
versehen war, und der Inhalt wurde bei einem Wasserstoffdruck von 3 kg/cm2
und einer Wasserstoff-Fließmenge von 300 ml/min bei 105°C 10 Stunden gerührt.
Durch die Reaktion als Nebenprodukt erzeugtes Wasser wurde aus dem System entfernt
und nicht-reagiertes Methylisobutylketon, das aus dem System zusammen mit dem Wasser
herauskam, wurde in das System zurückgeführt.
Nach Vollendung der Reaktion wurden der Katalysator durch Filtration
entfernt und überschüssiges Methylisobutylketon unter vermindertem Druck
entfernt. Weiterhin wurde das Raffinieren mit Silicagel-Säulenchromatographie
durchgeführt, unter Erhalt von 50,6 g (0,196 mol) 1,4-Butandiolbis(1,3-dimethylbutyl)ether
als farblose transparente Lösung.
Die Isolationsausbeute war 98 % (auf der Basis von 1,4-Butandiol).
Beispiele D-13 bis 15
Die mehrwertigen Hydroxy-Verbindungen und die monovalenten Carbonyl-Verbindungen
gemäß Tabelle D-4 wurden in der Gegenwart der Katalysatoren und der Dehydratisierungsmittel
gemäß Tabelle D-4 auf gleiche Weise wie bei Beispiel D-12 reagiert, mit
der Ausnahme, daß die Reaktionsbedingungen wie in Tabelle D-4 gezeigt geändert
wurden. Die resultierenden Produkte und Isolationsausbeuten davon sind in Tabelle
D-4 gezeigt. Die Isolationsausbeuten basieren auf den Carbonyl-Verbindungen.
Beispiele D-16 bis 17
Die einwertigen Hydroxy-Verbindungen und die monovalenten Carbonyl-Verbindungen
gemäß Tabelle D-5 wurden in der Gegenwart der Katalysatoren
und der Dehydratisierungsmittel gemäß Tabelle D-5 auf gleiche Weise wie
bei Beispiel D-12 reagiert, mit der Ausnahme, daß die Reaktionsbedingungen
wie in Tabelle D-5 gezeigt geändert wurden. Die resultierenden Produkte und
Isolationsausbeuten davon sind in Tabelle D-5 gezeigt. Die Isolationsausbeuten basieren
auf den Carbonyl-Verbindungen.
Beispiel D-18
Synthese von 1,9-Nonandioldiisopropylether
48 g (0,3 mol) 1,9-Nonandiol, 174 g (3 mol) Aceton und 4 g 5 % Pd-C
(pH 7,1) als Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben, der mit einem
Wasserstoffgaseinführrohr und einem Rührer ausgerüstet war, und die
Reaktion wurde bei einem Wasserstoffdruck von 10 kg/cm2 und einer Wasserstoff-Fließmenge
von 250 ml/min bei 100°C für 10 Stunden durchgeführt.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt und überschüssiges Aceton unter vermindertem Druck entfernt.
Weiterhin wurde das Raffinieren mit einer Silicagel-Säulenchromatographie durchgeführt,
unter Erhalt von 72,5 g (0,297 mol) 1,9-Nonandiisopropylether als farblose transparente
Lösung. Die Isolationsausbeute war 99 % (auf der Basis von 1,9-Nonandiol).
Beispiel D-19
Synthese von Triethylenglykolbis(2-methyl)propylether
30 g (0,2 mol) Triethylenglykol, 144 g (2 mol) Isobutylaldehyd und
2,2 g 5 % Pd-C (pH 6,4) als Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben,
der mit einem Wasserstoffgaseinführrohr und einem Rührer ausgerüstet
war, und die Reaktion wurde bei einem Wasserstoffdruck von 10 kg/cm2
und einer Wasserstoff-Fließmenge von 250 ml/min bei 110°C für 10
Stunden durchgeführt.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt und überschüssiges Isobutylaldehyd unter vermindertem Druck entfernt.
Weiterhin wurde das Raffinieren mit einer Silicagel-Säulenchromatographie durchgeführt,
unter Erhalt von 51,4 g (0,196 mol) 1,9-Nonandiisopropylether als farblose transparente
Lösung. Die Isolationsausbeute war 98 % (auf der Basis von 1,9-Nonandiol).
Beispiel D-20
106 g (0,9 mol) 3-Methyl-1,5-pentandiol, 101 g (0,9 mol) 1,4-Cyclohexandion
und 7 g 5 % Pd-C (pH 7,1) als Katalysator wurden in einen 500 ml-Autoklaven gegeben,
der mit einem Wasserstoffgaseinführrohr und einem Rührer ausgerüstet
war, und die Reaktion wurde bei einem Wasserstoffdruck von 3 kg/cm2 und
einer Wasserstoff-Fließmenge von 300 ml/min bei 100°C für 10 Stunden
durchgeführt.
Nach Vollendung der Reaktion wurde der Katalysator durch Filtration
entfernt, unter Erhalt von 180 g Produkt. Dieses Produkt wurde durch GPC (Gel-Permeationschromatographie)
bestimmt und die Peaks der Verbindungen mit einem Molekulargewicht von etwa 230
bis 1500 wurden beobachtet. Der Hauptpeak liegt bei etwa 345, und es wurde aufgrund
der Ergebnisse von IR und 1H-NMR festgestellt, daß das resultierende
Produkt eine Mischung aus Verbindungen mit den folgenden Formeln ist.
Anspruch[de]
Verfahren zur Erzeugung einer Etherverbindung durch Reaktion (a) einer
Hydroxyverbindung mit einer Carbonylverbindung oder (b) einer Carbonylverbindung
unter Wasserstoffgasatmosphäre in der Gegenwart eines Katalysators, der Hydrierungen
katalysieren kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion durchgeführt
wird, während durch die Reaktion erzeugtes Wasser entfernt wird.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser durch
zumindest ein Verfahren entfernt wird, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus:
(1) Durchführen der Reaktion in der Gegenwart eines Dehydratisierungsmittels;
(2) Abdestillieren des Wassers; und
(3) Blasen von Wasserstoffgas, damit es durch das Reaktionssystem fließt.Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dehydratisierungsmittel
ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus einem anorganischen Salz, Oxid,
Hydroxid, kristallinem Zeolith und Silicagel.Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dehydratisierungsmittel
ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus wasserfreiem Magnesiumsulfat,
wasserfreiem Natriumsulfat, wasserfreiem Calciumsulfat und einem Molekularsieb.Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Menge des Dehydratisierungsmittels im Bereich von 0,1 bis 100 mol% ist,
bezogen auf die Ausgangscarbonylverbindung.Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser durch
azeotrope Dehydratisierung abdestilliert wird.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser durch
azeotrope Dehydratisierung entfernt wird, während Wasserstoffgas durch das
Reaktionssystem geblasen wird.Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die nicht reagierten Reaktionsmittel, die aus dem Reaktionssystem zusammen
mit dem entfernten Wasser herauskommen, zum Reaktionssystem zurückgeführt
werden.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass die Etherverbindung durch Reaktion einer Hydroxyverbindung und einer Carbonylverbindung
erzeugt wird.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass die Hydroxyverbindung durch die folgende Formel (1) dargestellt wird:
R1-(OA)n-OH(1)
(worin R1 eine geradkettige oder verzweigte Alkyl- oder Alkenylgruppe
mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen oder eine Cycloalkylgruppe mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen
ist, A eine Alkylengruppe mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, die eine Hydroxygruppe
haben kann; zwei oder mehrere A gleich oder verschieden voneinander sein können
und n eine Zahl von 0 bis 500 ist).Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
dass die Carbonylverbindung eine Keton- oder Aldehydverbindung mit der allgemeinen
Formel (2) ist:
(worin R2 und R3 unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom
oder eine geradkettige oder verzweigte Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen
sind oder R2 und R3 eine zyklische Struktur bilden können,
indem sie aneinander binden).Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
dass der Katalysator ein Palladiumkatalysator ist, der auf Kohlenstoff,
Alumina, Silica oder Silica-Alumina getragen ist.