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Verfahren zur Herstellung von 2-Methyl-2-propyl-propandiol-(1 3)
Die Patentanmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 2-Methyl-2-propyl-propandiol-
(1,3), das bisher nur mit geringer Ausbeute auf vielstufigem Wege zugänglich war.
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Es wurde gefunden, daß man 2-Methyl-2-propylpropandiol-(1,3) vorteilhaft
herstellen kann, wenn man 2-Methylpenten-(1) in an sich bekannter Weise epoxydiert,
das Epoxyd zum 2-Methylpentanal-(1) umlagert und in an sich bekannter Weise mit
Formaldehyd kondensiert.
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Das als Ausgangsmaterial dienende 2-Methylpenten-(l) ist durch Dimerisieren
von Propylen in Gegenwart von Aluminiumtrialkylen leicht zugänglich. Die Epoxydierung
verläuft nach bekannten Methoden, beispielsweise durch Behandlung mit Peressigsäure
mit mehr als 976/obiger Ausbeute.
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Anschließend wird die Epoxyverbindung zum 2-Methylpentanal-(1) umgelagert.
Das Epoxyd kann hierzu dampfförmig mit oder ohne Verdünnungsmittel, wie Stickstoff
oder Wasserdampf, bei Temperaturen zwischen 100 und 3000 C über Phosphorsäure-S
ilicagel-Katalysatoren geführt werden.
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Vorteilhafter in bezug auf die Durchsatzmenge pro Zeiteinheit und
Kontaktvolumen läßt sich, wie gefunden wurde, die Isomerisierung erzielen, wenn
man hochprozentige wäßrige Phosphorsäure benutzt und das Epoxyd in flüssiger Form
unter kräftigem Rühren in die heiße Säure einführt. Die Umlagerung erfolgt momentan
und sehr weitgehend. Der gebildete dampfförmige Aldehyd läßt sich zweckmäßig mit
Förderungsmitteln, wie z. B. Wasserdampf oder Stickstoff, aus dem Reaktionsraum
wegführen oder auf dem normalen Weg der Destillation isolieren. Mit der Einstellung
der Temperatur, der Durchsatzgeschwindigkeit und der Konzentration der vorgelegten
Säure läßt sich die Harzbildung weitgehend ausschließen.
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Man arbeitet zweckmäßig unter vermindertem Druck (40 bis 50 mm Hg),
um die Temperatur des Reaktionsgemisches unterhalb von 1000 C, z. B. bei 800 C,
einstellen zu können. Der so erhältliche Aldehyd ist nach Abtrennung von kleinen
Restbeträgen an nicht umgesetztem Epoxyd von ausreichender Reinheit und kann zur
weiteren Umwandlung verwendet werden.
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Die Anlagerung von Formaldehyd an 2-Methylpentanal erfolgt in Gegenwart
von alkalischen Kondensationsmitteln, wobei man zweckmäßig Mischungen desAldehyds
mit hochprozentigen wäßrigen Formalinlösungen kondensiert. Das Reaktionsprodukt
wird durch Destillation aufgearbeitet und rein erhalten.
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Durch die Kombination dieser Verfahrensstufen erhält man in sehr
guter Ausbeute 2-Methyl-2-propylpropandiol-(1,3), das äußerst rein ist und sich
deshalb besonders zur Verwendung im pharmazeutischen Sektor eignet.
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Beispiel 1450 Gewichtsteile 2-Methvlpenten-(1) werden bei 55 bis
600 C mit 940 Gewichtsteilen 350/oiger Peressigsäure umgesetzt. Die Peressigsäure
wird unter Rühren in das überschüssige Olefin eingetropft. Die Eintropfgeschwindigkeit
wird dabei so gehalten, daß eine Temperatur von 55 bis 60° C aufrechterhalten bleibt.
Das Reaktionsende wird jodometrisch verfolgt.
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Die wasserlöslichen Komponenten werden ausgewaschen und das Reaktionsprodukt
durch Destillation aufgearbeitet. Man erhält 364 Gewichtsteile Methylpentenepoxyd,
das bei 105 bis 1070 C (760 mm Hg) siedet, und 1134 Gewichtsteile unverändertes2-Methylpenten-(1).
Die Ausbeute beträgt, auf Olefinumsatz bezogen, etwa 97 O/o.
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In ein Rührgefäß, das mit 500 Gewichtsteilen starker (etwa 670/oiger)
Phosphorsäure beschickt ist, werden bei einer Temperatur, die zwischen 100 und 1100
C gehalten wird, im Verlauf von 60 Minuten 820 Gewichtsteile Methylpentenepoxyd
eingetropft. In dem Gefäß wird ein Unterdruck von 20 bis 40 Torr eingestellt und
das Gemisch intensiv gerührt. Die während dieser Behandlung abgehenden Dämpfe aus
Wasserdampf und organischer Substanz werden in einem kräftig wirkenden Kühler kondensiert.
Zur Aufrechterhaltung der Säurekonzentration wird während des Prozesses Wasserdampf
in das Gemisch eingeblasen, der zugleich als Schleppmittel für die organischen Dämpfe
dient. Die Phosphorsäure bleibt während des Vorganges klar und ungefärbt. Eine Harzbildung
tritt nicht ein. Man erhält ein Kondensat, das in der wasserunlöslichen ölschicht
800/0 2-Methylpentanal-(1) und 2O0/o unverändertes Epoxyd enthält und durch Destillation
aufgearbeitet wird. Die Ausbeute beträgt 655 Gewichtsteile 2-Methylpentanal-(1);
Kp.
760=1160 C. Der Aldehyd ist 960/zig und als solcher für die weitere Verarbeitung
brauchbare 750 Gewichtsteile 2 - Methylpentanal - ( I ) und 2735 Gewichtsteile wäBrige
330/obige Formaldehydlösung werden auf 850 C erwärmt und unter Rühren tropfenweise
mit 500/oiger Natronlauge versetzt, bis die Kondensation einsetzt. Zweckmäßig wird
die eingeführte Lauge unter die Oberfläche des Gemisches gebracht. Durch weiteres
Zugeben von Natronlauge während 2 Stunden wird die gebildete Ameisensäure neutralisiert
und die Reaktion schwach alkalisch gehalten. Insgesamt werden verbraucht: 960Gewichtsteile
500/oige Natronlauge. Das nach beendeter Reaktion sich abscheidende öl wird mit
500 Gewichtsteilen Benzol aufgenommen und der Destillation unter-
worden 2-Methyl-2-propyl-propandiol-
(1,3) siedet im Vakuum von 5 mm bei einer Temperatur von 1090 C.
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Die Kondensation erfolgt in einem dampfbeheizten Kühler, um vorzeitiges
Erstarren des Produktes zu verhindern. Schmelzpunkt56,50 C. Das Produkt ist 1000/oig
rein. Die Ausbeute beträgt 970/o.