DE1194410B - Process for the preparation of predominantly alicyclic oligomers of 1,3-dienes - Google Patents
Process for the preparation of predominantly alicyclic oligomers of 1,3-dienesInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von vorwiegend alicyclischen Oligomeren von 1,3-Dienen Oligomere von 1,3-Dienen haben bekanntlich in letzter Zeit zunehmende Bedeutung als Zwischenprodukte für Kunststoffe sowie als Ausgangsstoffe für andere chemische Umsetzungen erlangt. Es sind Katalysatoren für die Oligomerisierung von 1,3-Dienen bekanntgeworden, die Titan, Chrom, Eisen, Kobalt oder Nickel enthalten.Process for the preparation of predominantly alicyclic oligomers of 1,3-dienes Oligomers of 1,3-dienes are known to have increased recently Importance as intermediate products for plastics as well as starting materials for others chemical reactions obtained. There are catalysts for the oligomerization of 1,3-dienes have become known, which contain titanium, chromium, iron, cobalt or nickel.
Bei einigen der bekannten Verfahren, die mit Nickelkatalysatoren arbeiten, geht man bei der Herstellung des Katalysators von Nickel(II)-verbindungen aus, die in Gegenwart eines Elektronendonators reduziert werden. Nach der belgischen Patentschrift 598 363 verwendet man als Reduktionsmittel Metallhydride oder metallorganische Verbindungen. In der deutschen Auslegeschrift 1126 864 wird die Verwendung bestimmter Metalle als Reduktionsmittel beschrieben. Die Verfahren ergeben zwar gute Ausbeuten an Oligomeren, insbesondere an cyclischen Dimeren. Sie haben jedoch den Mangel, daß man entweder schwierig zu handhabende, gegen Sauerstoff und Feuchtigkeit empfindliche Stoffe verwenden muß oder, wenn die Reduktion im heterogenen System stattfindet, die Katalysatorkomponenten längere Zeit intensiv mischen muß. In some of the known processes that use nickel catalysts work, one goes in the preparation of the catalyst of nickel (II) compounds which are reduced in the presence of an electron donor. According to the Belgian Patent specification 598 363 uses metal hydrides or organometallic reducing agents Links. In the German Auslegeschrift 1126 864 the use of certain Metals described as reducing agents. The processes give good yields of oligomers, in particular of cyclic dimers. However, they lack that one is either difficult to handle or sensitive to oxygen and moisture Must use substances or, if the reduction takes place in a heterogeneous system, the catalyst components must mix intensively for a long time.
Bei den erwähnten Verfahren werden die Nickel(II)-verbindungen in katalytisch wirksame Nickel(0)-verbindungen übergeführt. Man hat auch schon versucht, diese Reduktion zu vermeiden und bei der Katalysatorherstellung direkt von Nickel(0)-verbindungen auszugehen. Bei dem Verfahren nach der französischen Patentschrift 1 295 072 verwendet man Katalysatoren, die durch Umsetzen einer kohlenmonoxydfreien organischen Nickel(0)-verbindung, wie Nickel(0)-bis-acrylsäurenitril oder Nickel(0)-bis-acrolein, mit einem Ester der phosphorigen Säure erhalten werden. Nach einem anderen älteren Vorschlag verwendet man Katalysatoren, die aus den genannten Komponenten in Gegenwart von Butadien entstehen. In the processes mentioned, the nickel (II) compounds are in catalytically active nickel (0) compounds transferred. One has already tried to avoid this reduction and in the catalyst production directly from nickel (0) compounds to go out. Used in the process of French patent 1,295,072 one catalysts, which by reacting a carbon monoxide-free organic nickel (0) compound, such as nickel (0) -bis-acrylonitrile or nickel (0) -bis-acrolein, with an ester the phosphorous acid can be obtained. Used according to another older suggestion one catalysts which arise from the components mentioned in the presence of butadiene.
Die kohlenmonoxydfreien organischen Nickel(0)-verbindungen werden aus Nickeltetracarbonyl und o -ungesättigten Nitrilen oder Aldehyden, wie Acrylsäurenitril oder Acrolein, erhalten.The carbon monoxide-free organic nickel (0) compounds are from nickel tetracarbonyl and o -unsaturated nitriles or aldehydes, such as acrylonitrile or acrolein.
Bei älteren Verfahren zur Oligomerisierung von 1,3-Dienen verwendet man Nickelcarbonyl-Katalysatoren, in denen einer oder zwei der Carbonylliganden durch eine Verbindung des dreiwertigen Stickstoffs oder Phosphors ersetzt sind. Solche Verbindungen entstehen leicht aus Nickeltetracarbonyl und den erwähnten, ein oder zwei Kohlenmonoxyd-Liganden verdrängenden Verbindungen (vgl. deutsche Patentschriften 881 511 und 951 213). Dabei sind die Ausbeuten jedoch unbefriedigend. Sie betragen nach den Beispielen der genannten Patentschriften im günstigsten Fall 44°/0. Die Ausbeuten lassen sich zwar durch Wahl besonders günstiger Umsetzungsbedingungen (vgl. USA.-Patentschrift 3 004 081), durch Zusatz von Isobutylen oder Diisobutylen (vgl. Used in older 1,3-diene oligomerization processes one nickel carbonyl catalysts in which one or two of the carbonyl ligands are replaced by a compound of trivalent nitrogen or phosphorus. Such compounds are easily formed from nickel tetracarbonyl and the mentioned, one or two compounds displacing carbon monoxide ligands (cf. German patents 881 511 and 951 213). However, the yields are unsatisfactory. They amount to according to the examples of the patents mentioned, in the best case 44%. the Yields can be achieved by choosing particularly favorable reaction conditions (see US Pat. No. 3,004,081), by adding isobutylene or diisobutylene (see.
USA.-Patentschrift 2 972 640) oder von cycloaliphatischen Dienen (vgl. USA.-Patentschrift 2 964 515) verbessern.DieReaktionsgeschwindigkeiten sindjedoch verhältnismäßig gering, so daß keine gute Raum-Zeit-Ausbeute erzielbar ist.USA.-Patent 2,972,640) or of cycloaliphatic dienes (cf. U.S. Patent 2,964,515). However, reaction rates are relatively low, so that a good space-time yield cannot be achieved.
Eine bessere Raum-Zeit-Ausbeute ergibt das Verfahren nach der belgischen Patentschrift 607 397, bei dem man einen carbonylhaltigen Nickelkatalysator verwendet, in dem sich drei Arsenit- oder Phosphitreste befinden. Derartige - Komplexverbindungen sind jedoch nicht mehr so leicht zugänglich, weil der Ersatz des dritten Kohlenmonoxyd-Liganden durch ein Arsenit oder Phosphit nicht mehr- so leicht erfolgt wie die Verdrängung der beiden ersten Liganden. The Belgian method gives a better space-time yield Patent specification 607 397, in which one uses a carbonyl-containing nickel catalyst, in which there are three arsenite or phosphite residues. Such - complex compounds however, they are no longer as easily accessible because of the replacement of the third carbon monoxide ligand arsenite or phosphite no longer takes place as easily as displacement the first two ligands.
Nach der französichen Patentschrift 1 290 659 verwendet man schließlich einen Katalysator, der aus Nickeltetracarbonyl und einem Hydrid oder einer metallorganischen Verbindung entsteht. Diese Katalysatoren sind jedoch nicht sonderlich wirksam, denn als Nebenprodukte der katalytischen Oligomerisierung entsteht in Ausbeuten von 24 bis 83°/o l-Vinylcyclohexen-(3), das Reaktionsprodukt der thermischen Diels-Alder-Dimerisierung. Finally, according to French patent specification 1,290,659, it is used a catalyst composed of nickel tetracarbonyl and a hydride or an organometallic Connection is established. However, these catalysts are not particularly effective because as byproducts of the catalytic oligomerization is formed in yields of 24 up to 83% l-vinylcyclohexene (3), the reaction product of thermal Diels-Alder dimerization.
Es wurde nun gefunden, daß sich Oligomere von 1,3-Dienen aus den 1,3-Dienen und gegebenenfalls aus Olefinen in Gegenwart eines aus Nickeltetracarbonyl erhältlichen Katalysators vorteilhaft herstellen lassen, wenn man einen Katalysator verwendet, der aus Nickeltetracarbonyl und einem Polyen her- gestellt wurde, wobei man während der gegenseitigen Einwirkung der Katalysatorkomponenten die Konzentration an Kohlenmonoxyd niedrig hielt. It has now been found that oligomers of 1,3-dienes from the 1,3-dienes and optionally from olefins in the presence of one from nickel tetracarbonyl Available catalyst can advantageously be prepared if you use a catalyst used, which is made from nickel tetracarbonyl and a polyene posed was, with one during the mutual action of the catalyst components kept the concentration of carbon monoxide low.
Man erhält bei dem Verfahren nach der Erfindung in guten Ausbeuten Oligomere der 1,3-Diene, insbesondere im kontinuierlichen Betrieb. Für die Katalysatorherstellung wird direkt die wohlfeilste allerNickelverbindungen, nämlich Nickeltetracarbonyl, verwendet. Obwohl der Katalysator nur in geringer Menge angewandt wird, erzielt man eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit und damit höhere Raum-Zeit-Ausbeuten. Es war überraschend, daß Nickeltetracarbonyl durch Einwirkung eines Polyens einen wirksamen Oligomerisierungskatalysator erhalten werden konnte, wenn man die Konzentration des Kohlenmonoxyds niedrig hielt. Nach H. W. B. R e e d, Journal of the Chemical Society (London), Bd. 1954, S. 1934, Abs. 4, entsteht nämlich aus Nickeltetracarbonyl und dem umzusetzenden 1,3-Dien kein wirksamer Oligomerisierungskatalysator. In the process according to the invention, good yields are obtained 1,3-diene oligomers, especially in continuous operation. For catalyst production becomes the cheapest of all nickel compounds, namely nickel tetracarbonyl, used. Although the catalyst is only used in a small amount, achieved a high reaction rate and thus higher space-time yields. It was surprising that nickel tetracarbonyl was effective upon exposure to a polyene Oligomerization catalyst could be obtained by looking at the concentration of carbon monoxide kept low. Adapted from H. W. B. R e e d, Journal of the Chemical Society (London), vol. 1954, p. 1934, para. 4, namely arises from nickel tetracarbonyl and the 1,3-diene to be reacted is not an effective oligomerization catalyst.
Man erhält bei dem Verfahren nach der Erfindung vorwiegend cyclische Homooligomere der 1,3-Diene, insbesondere Dimere und Trimere, sowie cyclische oder offenkettige Mischoligomere aus 1,3-Dienen und Olefinen. Bemerkenswerterweise entstehen bei der Mischoligomerisierung praktisch überhaupt nicht die Produkte aus 1 Molekül des 1,3-Diens und 1 bis 3 Molekülen des Olefins, die aus der USA.-Patentschrift 2 599 249 bekannt sind. Man erhält vielmehr Mischoligomere aus mindestens 2 Molekülen des 1,3-Diens und einer wechselnden Anzahl von Molekülen des Monoolefins. In the process according to the invention, predominantly cyclic ones are obtained Homooligomers of 1,3-dienes, especially dimers and trimers, and cyclic or open-chain mixed oligomers of 1,3-dienes and olefins. Remarkably, arise in the case of mixed oligomerization, there are practically no products from 1 molecule at all of 1,3-diene and 1 to 3 molecules of olefin, which are from the U.S. patent 2,599,249 are known. Rather, mixed oligomers consisting of at least two molecules are obtained of 1,3-diene and a varying number of molecules of monoolefin.
Die 1,3-Diene, die nach dem neuen Verfahren umgesetzt werden können, sind in der Regel offenkettige oder cyclische Kohlenwasserstoffe mit konjugierten Doppelbindungen, wobei die 1,3-Dien-Struktur ganz oder teilweise in einen cycloaliphatischen Ring eingebaut sein kann. Geeignete 1,3-Diene sind unter anderem: Butadien-(1,3), Isopren, 2,3-Dirnethylbutadien-(1,3), 2-Äthylbutadien-(1,3), Pentadien-(1,3), Hexadien-(1,3), Hexadien-(2,4), Cyclohexadien-(1,3) und Vinylcyclohexen-(l). Auch Hexatrien-(1,3,5), 3-Methylheptatrien-(1,4,6) und Octatrien-(1,3,6) sind verwendbar. Die bevorzugten 1,3-Diene sind neben Butadien offenkettige Diene mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen. 1,3-Diene, die mindestens eine endständige Doppelbindung tragen, sind besonders gut geeignet. Die Ausgangsstoffe brauchen nicht rein zu sein, sondern können auch im Gemisch mit anderen, unter den Bedingungen des Verfahrens inerten Stoffen angewandt werden. The 1,3-dienes that can be converted according to the new process are usually open-chain or cyclic hydrocarbons with conjugated Double bonds, the 1,3-diene structure wholly or partly in a cycloaliphatic Ring can be incorporated. Suitable 1,3-dienes include: butadiene (1,3), Isoprene, 2,3-dimethylbutadiene (1,3), 2-ethylbutadiene (1,3), pentadiene (1,3), hexadiene (1,3), Hexadiene (2,4), cyclohexadiene (1,3) and vinylcyclohexene (1). Also hexatriene (1,3,5), 3-methylheptatriene (1,4,6) and octatriene (1,3,6) are useful. The preferred In addition to butadiene, 1,3-dienes are open-chain dienes with 5 to 8 carbon atoms. 1,3-dienes that have at least one terminal double bond are special well suited. The starting materials do not need to be pure, they can also be used in a mixture with other substances which are inert under the conditions of the process will.
Die bevorzugten Monoolefine sind Alkene mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen und endständiger Doppelbindung. Von diesen seien beispielsweise genannt: Äthylen, Propylen, Buten-(l), Hexen-(l), Isobuten, Octen-(l), Dodecen-(l) und Vinylcyclohexan. The preferred monoolefins are alkenes having 2 to 12 carbon atoms and terminal double bond. Examples of these are: ethylene, Propylene, butene (l), hexene (l), isobutene, octene (l), dodecene (l) and vinylcyclohexane.
Man kann bei der Katalysatorherstellung von reinem oder technischen Nickeltetracarbonyl ausgehen. You can use pure or technical catalysts in the production of catalysts Run out of nickel tetracarbonyl.
Das Nickeltetracarbonyl braucht nur in geringer Menge, beispielsweise zwischen 5 und 0,0005 Gewichtsprozent, bezogen auf das umzusetzende 1,3-Dien, angewandt zu werden Vorzugsweise wendet man eine Katalysatorkonzentration zwischen 0,1 und 0,001 Gewichtsprozent an.The nickel tetracarbonyl only needs a small amount, for example between 5 and 0.0005 percent by weight, based on the 1,3-diene to be reacted, applied To be preferably used a catalyst concentration between 0.1 and 0.001 percent by weight.
Von den geeigneten Polyenen seien beispielsweise Cyclooctadien-(1,5) und Cyclododecatrien-(1,5,9) genannt. Besonders vorteilhaft verwendet man das 1,3-Dien, das in der nachfolgenden eigentlichen Um- setzung oligomerisiert werden soll. Auf diese Weise werden keine Fremdbestandteile in das Reaktionsgemisch eingebracht. Man erzielt zwar bei der Herstellung des Katalysators schon mit geringen Mengen Polyens eine bemerkenswerte Wirkung, beispielsweise mit 1 Mol je Mol Nickeltetracarbonyl. Es ist jedoch empfehlenswert, einen beträchtlichen Überschuß der ungesättigten Verbindung anzuwenden, beispielsweise 4 bis 400 Mol je Mol Nickeltetracarbonyl. Die Mitverwendung eines inerten Lösungsmittels bei der Katalysatorherstellung empfiehlt sich insbesondere dann, wenn man die ungesättigte Verbindung nur in verhältnismäßig geringer Menge benutzt. Geeignete inerte Lösungsmittel sind unter anderem aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Hexan, Heptan, Cyclohexan, Benzol, Cyclooctan, zwischen etwa 60 und 200"C siedende Kohlenwasserstoffgemische aus Erdölen sowie Äther, Tetrahydrofuran, Dioxan und Diisopropyläther. Suitable polyenes include, for example, cyclooctadiene- (1,5) and called cyclododecatriene- (1,5,9). It is particularly advantageous to use 1,3-diene, that in the following actual environment setting is to be oligomerized. on in this way no foreign constituents are introduced into the reaction mixture. It is true that small amounts are used in the preparation of the catalyst Polyene has a remarkable effect, for example with 1 mole per mole of nickel tetracarbonyl. However, it is recommended to use a considerable excess of the unsaturated compound apply, for example 4 to 400 moles per mole of nickel tetracarbonyl. The co-use An inert solvent in the preparation of the catalyst is particularly recommended when you only use the unsaturated compound in a relatively small amount used. Suitable inert solvents include aliphatic and cycloaliphatic ones and aromatic hydrocarbons such as hexane, heptane, cyclohexane, benzene, cyclooctane, between about 60 and 200 "C boiling hydrocarbon mixtures from petroleum and Ether, tetrahydrofuran, dioxane and diisopropyl ether.
Der Katalysator entsteht aus Nickeltetracarbonyl und den erwähnten ungesättigten Verbindungen bei Temperaturen, die vorteilhaft zwischen 0 und 200"C, insbesondere zwischen 40 und 150"C, liegen. Der Druck richtet sich im allgemeinen nach dem Dampfdruck des Nickeltetracarbonyls und der ungesättigten Verbindung bei der betreffenden Temperatur. Man arbeitet also im allgemeinen unter Atmosphärendruck oder wendet erhöhte Drücke, beispielsweise bis zu 25 Atmosphären, an. The catalyst is made from nickel tetracarbonyl and the ones mentioned unsaturated compounds at temperatures that are advantageously between 0 and 200 "C, in particular between 40 and 150 ° C. The pressure is generally directed according to the vapor pressure of the nickel tetracarbonyl and the unsaturated compound the temperature in question. So one generally works under atmospheric pressure or use elevated pressures, e.g., up to 25 atmospheres.
Es ist ein wesentliches Merkmal des Verfahrens nach der Erfindung, daß man die Konzentration des Kohlenmonoxyds bei der Einwirkung der Katalysatorkomponenten niedrig hält. Zweckmäßig entfernt man das Kohlenmonoxyd fortlaufend oder von Zeit zu Zeit aus dem Einwirkungsgemisch. Vermutlich wird durch die ungesättigte Verbindung Kohlenmonoxyd aus dem Nickelcarbonyl zumindest teilweise verdrängt. It is an essential feature of the method according to the invention, that the concentration of carbon monoxide in the action of the catalyst components keeps low. The carbon monoxide is expediently removed continuously or over time at the time from the mixture of effects. Presumably is due to the unsaturated compound Carbon monoxide is at least partially displaced from the nickel carbonyl.
Dieser Vorgang wird offenbar durch Entfernung des Kohlenmonoxyds gefördert. Man kann aber nicht nur durch Entfernen des Kohlenmonoxyds aus dem Einwirkungsgemisch die Konzentration des Kohlenmonoxyds niedrig halten. Ein anderer Weg, der ähnliche Ergebnisse bringt, besteht darin, daß man das Nickeltetracarbonyl in geringer Konzentration, vorzugsweise von weniger als 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf das umzusetzende 1 ,3-Dien, anwendet. Bei kontinuierlicher Arbeitsweise ist die in der Zeiteinheit umgesetzte Menge an Monomeren überraschenderweise weitgehend unabhängig von der Katalysatorkonzentration. Dies bedeutet, daß die Aktivität des Katalysators mit zunehmender Verdünnung stark ansteigt. Durch die Verdünnung des Nickeltetracarbonyls wird nämlich gleichzeitig auch die Konzentration an Kohlenmonoxyd verringert, da die theoretisch zu erwartende Menge an Kohlenmonoxyd der Nickeltetracarbonylmenge proportional ist.This process is evidently promoted by the removal of the carbon monoxide. But you can not just by removing the carbon monoxide from the action mixture keep the concentration of carbon monoxide low. Another way, the similar one Brings results, consists in that one the nickel tetracarbonyl in low concentration, preferably less than 0.1 percent by weight, based on the 1 to be reacted , 3-diene, applies. In the case of continuous operation, this is in the unit of time reacted amount of monomers surprisingly largely independent of the Catalyst concentration. This means that the activity of the catalyst with increasing dilution increases sharply. By diluting the nickel tetracarbonyl namely, the concentration of carbon monoxide is also reduced at the same time, because the theoretically expected amount of carbon monoxide in the amount of nickel tetracarbonyl is proportional.
Besonders vorteilhaft verbindet man die beiden erwähnten Möglichkeiten, die Kohlenmonoxydkonzentration klein zu halten, indem man das Nickeltetracarbonyl in niedriger Konzentration anwendet und außerdem Maßnahmen trifft, um Kohlenmonoxyd aus dem Einwirkungsgemisch zu entfernen. It is particularly advantageous to combine the two possibilities mentioned, to keep the carbon monoxide concentration low by removing the nickel tetracarbonyl applies in low concentration and also takes measures to reduce carbon monoxide to be removed from the exposure mixture.
Zur Bereitung des Katalysators kann man beispielsweise so vorgehen, daß man Nickeltetracarbonyl, ein Polyen und gegebenenfalls ein Lösungsmittel in einem Druckgefäß auf die Reaktionstemperatur erhitzt und das Gemisch von Zeit zu Zeit entspannt. To prepare the catalyst, one can, for example, proceed as follows: that one nickel tetracarbonyl, a polyene and optionally a solvent in a pressure vessel is heated to the reaction temperature and the mixture is closed over time Relaxed time.
Es ist auch möglich, durch das Einwirkungsgemisch ein Inertgas zu leiten, z. B. Stickstoff oder Argon, und gegebenenfalls aus dem Gasstrom die mitgeführten, an sich flüssigen Bestandteile des Einwirkungsgemisches abzuscheiden und zurückzuführen. Das Katalysatorgemisch, das auf diese Weise entsteht, verwendet man dann in üblicher Weise für die Oligomerisierung. Man arbeitet also bei Temperaturen, die zweckmäßig zwischen 50 und 150"C liegen. Bei niederen Temperaturen ist die Reaktionsgeschwindigkeit nur gering, bei höheren Temperaturen treten in zunehmendem Maße Nebenprodukte auf. Man kann unter Atmosphärendruck arbeiten oder erhöhten Druck anwenden, beispielsweise den Druck, der sich aus dem Dampfdruck der Reaktionsteilnehmer bei der jeweiligen Temperatur ergibt. Wenn man Mischoligomere von 1,3-Dienen herstellen will, ist es zweckmäßig, die Konzentration des Olefins hoch und die des 1,3-Diens niedrig zu halten. Auf diese Weise wird die Bildung von Homooligomeren der 1,3-Diene zurückgedrängt.It is also possible through the action mixture a To conduct inert gas, e.g. B. nitrogen or argon, and optionally from the gas stream to separate the entrained, liquid components of the action mixture and returned. The catalyst mixture that is created in this way is used then in the usual way for the oligomerization. So you work at temperatures which are expediently between 50 and 150 ° C. At lower temperatures, the reaction rate is only slightly, by-products appear to an increasing extent at higher temperatures. You can work under atmospheric pressure or use increased pressure, for example the pressure, which results from the vapor pressure of the reactants at the respective Temperature results. If you want to make mixed oligomers of 1,3-dienes, that's it expedient, the concentration of the olefin high and that of the 1,3-diene too low keep. In this way, the formation of homooligomers of 1,3-dienes is suppressed.
Besonders vorteilhaft ist es, die Herstellung des Katalysators mit der eigentlichen Oligomerisierung zu verbinden, indem man dem Reaktionsgemisch Nickeltetracarbonyl zuführt und den Katalysator aus diesem und dem umzusetzenden 1,3-Dien herstellt. Man bringt beispielsweise in ein Druckgefäß mit Rührvorrichtung laufend Nickeltetracarbonyl und das 1,3-Dien ein und entspannt gegebenenfalls das Reaktionsgemisch von Zeit zu Zeit oder entnimmt laufend Abgas. Aus den entweichenden Gasen scheidet man dann durch Kühlung das 1,3-Dien und andere leicht kondensierbare Bestandteile ab, während das Kohlenmonoxyd als solches entweicht. It is particularly advantageous to use the production of the catalyst to connect the actual oligomerization by adding nickel tetracarbonyl to the reaction mixture feeds and the catalyst produces from this and the 1,3-diene to be converted. For example, nickel tetracarbonyl is continuously brought into a pressure vessel with a stirrer and the 1,3-diene and optionally relaxes the reaction mixture from time to time at times or continuously removes exhaust gas. The escaping gases are then separated by cooling the 1,3-diene and other easily condensable components from while the carbon monoxide as such escapes.
Bei einer kontinuierlichen Durchführungsform des Verfahrens führt man die Umsetzung in einer Rührkesselkaskade durch. Dabei wird dem ersten Kessel nur ein Teil, beispielsweise bis zu 500/o der Gesamtmenge, der Monomeren zugeführt und die Umsetzung durch Zufuhr der restlichen Ausgangsstoffe in die folgenden Rührgefäße vervollständigt. Dabei entnimmt man zweckmäßig dem ersten Rührgefäß und gegebenenfalls auch einem oder mehreren der folgenden Rührgefäße Kohlenmonoxyd auf die beschriebene Weise. Vielfach ist es zweckmäßig, zur Umsetzung auch der letzten Anteile der Ausgangsstoffe dem letzten Rührgefäß keine Monomeren mehr zuzuführen. Die Aufarbeitung der Reaktionsgemische erfolgt hier wie bei allen anderen Ausführungsformen des Verfahrens zweckmäßig durch Destillation. If the method is carried out continuously, this leads to it the reaction is carried out in a stirred tank cascade. This is the first boiler only a part, for example up to 500 / o of the total amount, of the monomers fed and the reaction by feeding the remaining starting materials into the following stirred vessels completed. It is expedient to take from the first stirred vessel and if necessary also one or more of the following stirred vessels carbon monoxide to the one described Way. In many cases it is expedient to implement the last fractions of the starting materials as well no more monomers to be added to the last stirred vessel. Working up the reaction mixtures takes place here, as in all other embodiments of the method, expediently Distillation.
Die in den folgenden Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile. Sie verhalten sich zu den Raumteilen wie Gramm zu Kubikzentimeter. The parts mentioned in the following examples are parts by weight. They relate to parts of space like grams to cubic centimeters.
Beispiel 1 In einem Druckgefäß werden unter Ausschluß von Sauerstoff und Feuchtigkeit 500 Teile Butadien, 50 Raumteile Benzol und 0,25 Teile Nickeltetracarbonyl auf 100"C erhitzt. Man entnimmt dem Druckgefäß stündlich 10000 Raumteile Abgas und ersetzt das damit ausgetragene 1,3-Dien durch die entsprechende Menge an frischem Butadien. Nach 8 Stunden wird die Entnahme von Abgas und die Zufuhr von Butadien unterbrochen. Man hält das Gemisch noch 8 Stunden bei der gleichen Temperatur und arbeitet es dann durch fraktionierte Destillation auf. Example 1 In a pressure vessel with exclusion of oxygen and moisture 500 parts of butadiene, 50 parts by volume of benzene and 0.25 parts of nickel tetracarbonyl heated to 100 ° C. 10000 parts by volume of exhaust gas are withdrawn from the pressure vessel every hour replaces the 1,3-diene thus discharged with the corresponding amount of fresh Butadiene. After 8 hours, the removal of exhaust gas and the supply of butadiene interrupted. The mixture is kept at the same temperature for a further 8 hours it then works up through fractional distillation.
Von dem angewandten Butadien haben sich 81°/o umgesetzt. Man erhält Cyclooctadien-(1,5) vom Kp. 760 150 bis 151"C in einer Ausbeute von 23°/o und Cyclododecatrien-(l,5,9) in einer Ausbeute von 690/o, bezogen auf umgesetztes Butadien. 81% of the butadiene used has been converted. You get Cyclooctadiene (1.5) from Bp. 760 150 to 151 "C in a yield of 23% and cyclododecatriene- (l, 5.9) in a yield of 690 / o, based on converted butadiene.
Beispiel 2 In einem Druckgefäß erhitzt man unter Ausschluß von Sauerstoff und Feuchtigkeit 200 Teile Butadien und 1 Teil Nickeltetracarbonyl auf 105"C. Man entnimmt dem Reaktionsgefäß innerhalb von 5 Stunden insgesamt 10 000 Raumteile Abgas und führt anschließend unter einem konstanten Äthylendruck von 125 atü stündlich 60 Teile Butadien zu. Die Reaktionszeit beträgt 5 Stunden. Example 2 The mixture is heated in a pressure vessel with the exclusion of oxygen and moisture 200 parts of butadiene and 1 part of nickel tetracarbonyl to 105 "C. Man removes a total of 10,000 parts by volume of exhaust gas from the reaction vessel within 5 hours and then runs hourly under a constant ethylene pressure of 125 atm 60 parts of butadiene. The reaction time is 5 hours.
Die gaschromatographische Analyse des Reaktionsgemisches ergibt, daß 70 Teile Cyclooctadien-(1,5), 30 Teile Cyclododecatrien-(l,5,9), 19,8 Teile Decatrien-(1,5,9), 6,5 Teile 1,2-Divinylcyclohexan, 61,2 Teile Cyclooctadien-(1,5) und 87 Teile eines Gemisches von fünfzehn weiteren Kohlenwasserstoffen von bislang unbekannter Struktur gebildet wurden. Die Reaktionsprodukte lassen sich durch sorgfältige Fraktionierung trennen. Dabei werden die bisher unbekannten Cl0-Kohlenwasserstoffe Decatrien-(1,5,9) vom Kp.50 83,5 bis 84"C und dem Brechungsindex n2D = 1,4505, l,2-Divinylcyclohexan vom Kp.so 85,5 bis 86,5"C und dem Brechungsindex n2D = = 1,4708 sowie Cyclodecadien-(l,5) vom Kp.50 100 bis 101"C und dem Brechungsindex n2D = 1,4945 gewonnen. The gas chromatographic analysis of the reaction mixture shows that 70 parts of cyclooctadiene (1.5), 30 parts of cyclododecatriene (l, 5.9), 19.8 parts Decatriene (1,5,9), 6.5 parts 1,2-divinylcyclohexane, 61.2 parts cyclooctadiene (1.5) and 87 parts of a mixture of fifteen other hydrocarbons known to date unknown structure were formed. The reaction products can be through careful Separate fractionation. The previously unknown Cl0 hydrocarbons are thereby used Decatriene- (1,5,9) from bp 50 83.5 to 84 "C and the refractive index n2D = 1.4505, 1,2-divinylcyclohexane from bp so 85.5 to 86.5 "C and the refractive index n2D = = 1.4708 as well as cyclodecadiene- (l, 5) from bp 50 100 to 101 "C and the refractive index n2D = 1.4945.
Beispiel 3 In einen Rührkessel von 235 Raumteilen Inhalt werden bei 100"C stündlich 0,019 Teile Nickeltetracarbonyl, gelöst in 2 Teilen Cyclooctadien-(1,5), eingeführt. Gleichzeitig wird flüssiges Butadien im Maße des Verbrauchs zugepumpt, so daß ein Druck von 2,4 atü aufrechterhalten wird. Die durchschnittliche Butadienzufuhr beträgt stündlich 18,3 Teile. Example 3 In a stirred tank with a volume of 235 parts by volume, 100 "C hourly 0.019 part of nickel tetracarbonyl, dissolved in 2 parts of cyclooctadiene (1.5), introduced. At the same time, liquid butadiene is pumped in as it is consumed, so that a pressure of 2.4 atmospheres is maintained. The average butadiene intake is 18.3 parts per hour.
Gleichzeitig werden ständig 2,3 0/o des zugeführten Butadiens gasförmig abgezogen, um Inertgas und Kohlenmonoxyd auszuschleusen. Das Reaktionsgemisch wird kontinuierlich über einen Überlauf ausgetragen. In einem nachgeschalteten Verweiler hat das im Reaktionsgemisch gelöste Butadien, dessen Menge dem Sättigungsdruck bei der Reaktionstemperatur entspricht, Gelegenheit zur Nachreaktion.At the same time, 2.3% of the butadiene fed in becomes gaseous withdrawn to discharge inert gas and carbon monoxide. The reaction mixture is continuously discharged via an overflow. In a downstream dwelling the butadiene dissolved in the reaction mixture has its amount equal to the saturation pressure corresponds to the reaction temperature, opportunity for post-reaction.
Im Laufe von 6 Stunden werden so 122 Teile Austrag erhalten, der noch 0,7 Gewichtsprozent unumgesetztes Butadien enthält. Die Analyse des Austrags ergibt, daß die folgenden Butadienoligomeren gebildet wurden: 7,8 01o l-Vinylcyclohexen-(3), 380/o Cyclooctadien-(1,5), 46,1 °/o Cyclododecatrien-(1,5,9), 5,1 °/o eines Gemisches von Cl6-Kohlenwasserstoffen und 2,2 0/o höhere Oligomere, die als Destillationsrückstand verbleiben. Die Ausbeuteangaben sind auf umgesetztes Butadien bezogen. In the course of 6 hours, 122 parts of the discharge are obtained still contains 0.7 percent by weight of unreacted butadiene. The analysis of the discharge shows that the following butadiene oligomers were formed: 7.8 01o l-vinylcyclohexene (3), 380 / o cyclooctadiene- (1.5), 46.1 ° / o cyclododecatriene- (1,5.9), 5.1% of a mixture of Cl6 hydrocarbons and 2.2 0 / o higher oligomers, which are used as distillation residue remain. The yield data are based on converted butadiene.
Arbeitet man unter gleichen Bedingungen, führt jedoch stündlich nur 0,010 Teile Nickeltetracarbonyl in 2 Teilen Cyclooctadien-(1,5) zu, so bekommt man in 6 Stunden 119 Teile Reaktionsgemisch. Man erhält, bezogen auf umgesetztes Butadien, 80/o l-Vinylcyclohexen-(3), 340/o Cyclooctadien-(1,5), 500/o Cyclododecatrien-(1,5,9), 4,8 0/o Cl6-Kohlenwasserstoffe und 2°/o Rückstand. If you work under the same conditions, however, only leads every hour 0.010 part of nickel tetracarbonyl in 2 parts of cyclooctadiene (1.5) is obtained 119 parts of reaction mixture in 6 hours. One obtains, based on converted butadiene, 80 / o l-vinylcyclohexene (3), 340 / o cyclooctadiene (1,5), 500 / o cyclododecatriene (1,5,9), 4.8% Cl6 hydrocarbons and 2% residue.
Beispiel 4 Ein mit Rührwerk und Siedekühlung versehenes Druckgefäß wird unter Inertgasatmosphäre mit einer Lösung von 1,3 Teilen Nickeltetracarbonyl in 400Teilen Benzol und mit 1600Teilen flüssigem Butadien beschickt. Man erhitzt unter Rückfluß auf 105 bis 1100 C, wobei gleichzeitig innerhalb von 2 Stunden 42 000 Raumteile Abgas aus dem System ausgeschleust werden. Der Druck des Systems fällt innerhalb dieser Zeit von ursprünglich 12 atü auf 2 atü. Das Reaktionsprodukt, eine orangefarbene Lösung, enthält noch 6 Gewichtsprozent gelöstes Butadien. Laut gaschromatographischer Analyse wurden 820/o des umgewandelten Butadiens zu Cyclododecatrien-(1,5,9), 9% zu Cyclooctadien(1,5) und 7,5 °/0 zu l-Vinylcyclohexen43) oligomerisiert. Example 4 A pressure vessel provided with a stirrer and evaporative cooling is under an inert gas atmosphere with a Solution of 1.3 parts of nickel tetracarbonyl charged in 400 parts of benzene and 1600 parts of liquid butadiene. One heats up under reflux to 105 to 1100 C, while at the same time within 2 hours 42 000 room parts of exhaust gas are discharged from the system. The system pressure drops within this time from originally 12 atm to 2 atm. The reaction product, a orange-colored solution, still contains 6 percent by weight of dissolved butadiene. According to gas chromatography Analysis was 820 / o of the converted butadiene to cyclododecatriene- (1,5,9), 9% oligomerized to cyclooctadiene (1.5) and 7.5 ° / 0 to l-vinylcyclohexene43).
Für die Herstellung des Katalysators wird Schutz im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht beansprucht. For the preparation of the catalyst protection is within the scope of the present Invention not claimed.
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