DE3019500C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3019500C2 DE3019500C2 DE3019500A DE3019500A DE3019500C2 DE 3019500 C2 DE3019500 C2 DE 3019500C2 DE 3019500 A DE3019500 A DE 3019500A DE 3019500 A DE3019500 A DE 3019500A DE 3019500 C2 DE3019500 C2 DE 3019500C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- bis
- reaction
- benzoin
- terephthalaldehyde
- cyanide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/0683—Polycondensates containing six-membered rings, condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
- C08G73/0694—Polycondensates containing six-membered rings, condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms with only two nitrogen atoms in the ring, e.g. polyquinoxalines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
- C07C45/29—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation of hydroxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
- C07C45/29—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation of hydroxy groups
- C07C45/292—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation of hydroxy groups with chromium derivatives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
- C07C45/29—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation of hydroxy groups
- C07C45/296—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation of hydroxy groups with lead derivatives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
- C07C45/29—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation of hydroxy groups
- C07C45/298—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation of hydroxy groups with manganese derivatives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C49/00—Ketones; Ketenes; Dimeric ketenes; Ketonic chelates
- C07C49/76—Ketones containing a keto group bound to a six-membered aromatic ring
- C07C49/782—Ketones containing a keto group bound to a six-membered aromatic ring polycyclic
- C07C49/784—Ketones containing a keto group bound to a six-membered aromatic ring polycyclic with all keto groups bound to a non-condensed ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G6/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones only
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
1,4-bis-(Phenylglyoxyloyl)-Benzol oder 1,3-bis-(Phenylglyoxyloyl)-
Benzol durch Oxidation der entsprechenden Bis-
Benzoine.
Die 1,4- bzw. 1,3-bis-(Phenylglyoxyloyl)-Benzol-Verbindungen
sind Monomere für die Herstellung von Polyphenylchinoxalin-
Harzen.
Es ist in der Technik bekannt, daß Polyphenylchinoxalin-Harze
außergewöhnliche Eigenschaften hinsichtlich der thermischen Stabilität,
der Widerstandsfähigkeit gegenüber Oxidation und chemischen
Mitteln haben, daß aber eine weitere Verwendung durch die
prohibitiven Kosten der Ausgangsmonomeren, insbesondere der aromatischen
bis-a-Diketone, behindert wird. Die Synthese dieser
Verbindungen benötigt nämlich seltene und kostspielige Reaktionskomponenten
und zahlreiche Zwischenstufen.
Es ist auch bekannt, daß der beste Weg zur Herstellung der aromatischen
α-Diketone die Oxidation der entsprechenden α-Ketoalkohole
ist, welche als Benzoine bezeichnet werden. Im allgemeinen
stellt man die Benzoine durch Kondensation von einem oder mehreren
aromatischen Aldehyden in Gegenwart eines Alkalicyanids her, das
in viel geringerer Menge verwendet wird, als es der Stöchiometrie
entsprechen würde. Nun wurde kürzlich gezeigt (Kratzer et
coll., J. Org. Chem., 41, (1976), 2230), daß die gemischte Benzoin-
Kondensation von Terephthalaldehyd und Benzaldehyd nicht das
erwartete bis-Benzoin liefert. Um diese Verbindung zu erhalten,
muß man zuerst das bis-Bisulfit-Additionsprodukt des Terephthalaldehyds
herstellen, welches anschließend mit zwei Molteilen
Kaliumcyanid umgesetzt wird, so daß man das Terephthal-bis-Cyanhydrin
erhält, welches schließlich mit einem großen Überschuß an
Benzaldehyd kondensiert wird. Wie ersichtlich, hat diese Methode
den Nachteil, daß bei der Benzoin-Kondensation große Mengen an
Kaliumcyanid eingesetzt werden müssen, und daß mehrere verschiedene
Reaktionsstufen erforderlich sind.
Es ist in der Literaturstelle "J. Org. Chem." 41, 2230 (1976) beschrieben,
Bis-Benzoin, erhalten aus der Kondensation des Terephthalaldehyd-
Bisulfit-Adduktes mit Benzaldehyd, durch Oxidation in
1,4-bis-(Phenylglyoxyloyl)-Benzol überzuführen.
Die Verfahren des Standes der Technik erfordern nachteiligerweise
den Einsatz von giftigem Kaliumcyanid und liefern Produkte unzureichender
Reinheit, insbesondere bezüglich Polymerisationsreaktionen.
Demgegenüber liegt vorliegender Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zur Herstellung von 1,4- bzw. 1,3-bis-(Phenyl-
glyoxyloyl)-Benzol zu liefern, das mit geringen Mengen Cyanid
arbeitet und in hoher Ausbeute Produkte hoher Reinheit liefert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der
eingangs genannten Gattung dadurch gelöst,
daß man der Reihe nach folgende Stufen durchführt:
- a) Umsetzung von Terephthalaldehyd oder Isophthalaldehyd mit einer Menge Alkalicyanid, die geringer ist als die stöchiometrische Menge, in einem aliphatischen Monoalkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen als Lösungsmittel in einem Verhältnis von 1 bis 6 Litern pro Mol Terephthal- oder Isophthalaldehyd,
- b) nach der Lösung Umsetzung des auf diese Weise erhaltenen Reaktionsmilieus bei einer Temperatur von etwa 0 bis 30°C mit einer Menge Benzaldehyd, die größer ist als 2 Mol pro Mol Terephthalaldehyd oder Isophthalaldehyd, oder während 0,5 bis 5 Stunden,
- c) Erhitzen des Reaktionsmilieus auf eine Temperatur von etwa 50 bis 150°C für 3 bis 10 Stunden, worauf man das gebildete bis-Benzoin abtrennt, und
- d) es in an sich bekannter Weise zu dem gewünschten bis-(Phenylglyoxyloyl-) Benzol oxidiert.
Es wurde somit gefunden, daß unter gewissen wohldefinierten Bedingungen
es möglich ist, eine gemischte Benzoinkondensation
zwischen Benzaldehyd einerseits und Terephthalaldehyd bzw. Isophthalaldehyd
andererseits durchzuführen. Es wurde ferner gefunden,
daß unter diesen Bedingungen die erhaltenen bis-Benzoine einen
Reinheitsgrad von mehr als 99% haben und daß es nicht nötig ist,
sie zu reinigen, bevor sie zu den entsprechenden bis-α-Diketonen
oxidiert werden. Die letzteren Verbindungen haben also direkt die
sogenannte "Reinheit für Polymere", d. h. mehr als 99%.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren stellt man zuerst ein bis-
Benzoin der Formel
oder
her.
Zu diesem Zweck führt man der Reihe nach die folgenden Stufen
durch:
- a) Umsetzung des Terephthalaldehyds oder Isophthalaldehyds mit einer Menge Alkalicyanid, die kleiner ist als die stöchiometrische Menge von zwei Mol pro Mol Terephthalaldehyd oder Isophthalaldehyd in einem Lösungsmittel bestehend aus einem Monoalkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, das den Terephthalaldehyd bzw. Isophthalaldehyd und das Alkalicyanid lösen kann, aber in dem das gewünschte bis-Benzoin nicht löslich ist;
- b) Umsetzung des auf diese Weise erhaltenen Reaktionsmilieus mit überschüssigem Benzaldehyd, bezogen auf die stöchiometrische Menge von zwei Mol pro Mol Terephthalaldehyd oder Isophthalaldehyd (im allgemeinen 3,5 bis 6 Mol), wobei diese Stufe b) bei einer Temperatur nahe der Reaktionstemperatur durchgeführt wird, z. B. etwa 0 bis 30°C;
- c) Erhitzen des Reaktionsmilieus auf eine Temperatur von etwa 50 bis 150°C, im allgemeinen bei der Rückflußtemperatur des Lösungsmittels.
Auf diese Weise kann das bis-Benzoin mit einer erhöhten Ausbeute
und hohem Reinheitsgrad erhalten werden.
Um die Wichtigkeit der Auswahl der Reaktionsbedingungen zu zeigen,
wird der Mechanismus der gemischten Benzoinkondensation durch
folgende Gleichungen beschrieben:
Da das Alkalicyanid im Milieu in einer viel geringeren Menge als
zwei Mol pro Mol des aromatischen Dialdehyds vorhanden ist, ist
die Ausbeute an bis-Benzoin umso höher, je mehr man die Kondensation
des Benzaldehyds selbst vermeidet, welche das einfache Benzoin
liefert:
Das gleiche gilt für die Kondensation des Dialdehyds selbst, welche
Polybenzoine des folgenden Typs liefert:
Diese Reaktionen und andere Sekundärreaktionen bewirken es, daß
unter den üblichen Bedingungen die gemischte Benzoinkondensation
des Benzaldehyds mit Terephthalaldehyd oder Isophthalaldehyd im wesentlichen
Harze und sehr wenig bis-Benzoin liefert.
Unter den erfindungsgemäßen Reaktionsbedingungen dagegen kann man
die Reaktion zur Synthese des bis-Benzoins mit sehr hohen Ausbeuten
leiten. Die Ausbeute ist zwar teilweise von der Menge des eingeführten
Alkalicyanids abhängig; man hat jedoch beobachtet, daß
es möglich ist, mindestens 80% reines bis-Benzoin mit nur 15 bis
20% der stöchiometrischen Menge Cyanid zu erhalten. Und wenn man
30 bis 50 Mol-% Cyanid verwenden kann, wie es häufig bei diesen
Reaktionen beschrieben ist, kann die Ausbeute an bis-Benzoin 95%
und mehr erreichen.
Im allgemeinen verwendet man also eine Menge an Alkalicyanid von
0,3 bis 1 Mol pro Mol Terephthalaldehyd bzw. Isophthalaldehyd.
Andererseits wurde festgestellt, daß bei gleicher Menge an Cyanid
die Ausbeute an bis-Benzoin bis zu zweimal mehr betragen kann,
wenn die Reaktion in einem Lösungsmittel durchgeführt wird, welches
alle Reaktionskomponenten lösen kann, aber ein schlechtes
Lösungsmittel für das Reaktionsprodukt ist. Die Benzoinkondensation
ist nämlich im allgemeinen eine reversible Reaktion und durch
die Entfernung des gewünschten Produkts durch Ausfällung während
der Reaktion kann man das Gleichgewicht in die richtige Richtung
verschieben.
Wenn die Reaktion ohne Lösungsmittel durchgeführt wird, spielt
der Überschuß an Benzaldehyd mindestens teilweise diese Rolle gegenüber
dem aromatischen Dialdehyd. Die Alkalicyanide jedoch sind
sehr wenig löslich in Benzaldehyd. Wenn das Cyanid in Form einer
wäßrigen Lösung zugesetzt wird, besteht das Reaktionsmilieu aus
zwei nicht mischbaren Phasen. Der Übergang des Cyanids aus der
wäßrigen Phase in die organische Phase kann durch Zusatz eines
Phasenübergangsmittels beschleunigt werden, wie z. B. ein quartäres
Ammoniumsalz oder ein quartäres Phosphoniumsalz. Am Ende der Reaktion
liegt die organische Phase in Form einer schwärzlichen
pastenförmigen Masse vor, aus der das bis-Benzoin schwierig zu
extrahieren ist.
Falls das Reaktionslösungsmittel die Aldehyde lösen kann, aber
kein Lösungsmittel für das Cyanid ist, liegt praktisch der gleiche
Fall wie oben mit einem System von zwei Phasen vor, wobei die organische
Phase die Aldehyde und die wäßrige Phase das Cyanid
enthält.
Die Reaktion ist dann schwierig zu meistern, da der Übergang
der Reaktionskomponenten aus einer Phase in die andere unter
ganz bestimmten Bedingungen erfolgen muß und das erhaltene Produkt
nicht die Reinheit hat, welche man in homogener Phase erreichen
kann.
Unter den erfindungsgemäß brauchbaren organischen Lösungsmitteln
wählt man daher solche, die die wenigst löslichen Ausgangsverbindungen
lösen können, wie Terephthalaldehyd und Kalium- oder
Natriumcyanid. Besonders bevorzugt als Lösungsmittel sind aliphatische
primäre Alkohole, insbesondere leichte Alkohole wie z. B.
Methanol und Äthanol, in denen die Alkalicyanide recht gut löslich
sind (übrigens ist das Kaliumcyanid wesentlich besser löslich
als das Natriumcyanid). Der leichte Alkohol enthält im allgemeinen
1 bis 4 Kohlenstoffatome.
Will man dagegen die Reaktion z. B. in einer Lösung von aromatischen
Kohlenwasserstoffen durchführen, wie Benzol oder Toluol, so muß
das Metallcyanid in Form einer wäßrigen Lösung zugesetzt werden
und die Kondensation liefert das bis-Benzoin mit einer wesentlich
geringeren Ausbeute.
Erfindungsgemäß verwendet man vorzugsweise eine Menge des organischen
Lösungsmittels von 1 bis 6 Liter pro Mol Terephthalaldehyd
oder Isophthalaldehyd. Die Art der Zugabe der verschiedenen Reaktionskomponenten
ist jedenfalls sehr wichtig: das erfindungsgemäße
Verfahren besteht darin, daß man das Alkalicyanid, welches aus
Löslichkeitsgründen meist Kaliumcyanid ist, der organischen Lösung
des aromatischen Dialdehyds zusetzt. Es bildet sich dann sehr
rasch eine dunkelrot gefärbte Verbindung, welche man in der zweiten
Stufe mit Benzaldehyd versetzt, der mit dem gefärbten Produkt
reagiert. Die Ausbeute an bis-Benzoin ist unter diesen Bedingungen
wesentlich höher, als wenn das Cyanid einer gemeinsamen Lösung
dieser beiden Aldehyde zugesetzt würde.
Bei allen gemischten Kondensationsreaktionenen zwischen einer bifunktionellen
und einer monofunktionellen Reaktionskomponente verwendet
man zweckmäßig einen Überschuß der letzteren, um die Polykondensation
der difunktionellen Verbindung maximal zu beschränken.
Zur Synthese eines bis-Benzoins ist das stöchiometrische
Verhältnis zwei Mol Benzaldehyd pro Mol Dialdehyd. Mit einem
100%igen Überschuß, d. h. 4 Mol Benzaldehyd, findet keine Polykondensation
des Dialdehyds selbst statt und das Reaktionsprodukt ist
nicht mit dem Benzoin verunreinigt, welches aus der Kondensation
des Benzaldehyds selbst entstehen kann. Man kann natürlich einen
noch größeren Überschuß an Benzaldehyd verwenden, aber dies verbessert
die Ausbeute an bis Benzoin nicht wesentlich. Im allgemeinen
verwendet man 3,5 bis 6 Mol Benzaldehyd pro Mol Terephthalaldehyd
bzw. Isophthalaldehyd.
Die Temperatur hat ebenfalls einen wesentlichen Einfluß auf die
Ausbeute der Reaktion. Bei gleicher Menge Alkalicyanid hat man
z. B. eine Ausbeute von 30% bis-Benzoin, wenn die Reaktion bei der
Rückflußtemperatur des Lösungsmittels durchgeführt wird. Die Ausbeute
beträgt 65%, wenn die Reaktion bei Raumtemperatur durchgeführt
wird. Sie kann 80% oder mehr erreichen, wenn erfindungsgemäß
die Reaktion zuerst bei einer Temperatur nahe der Raumtemperatur,
z. B. 0 bis 30°C, und anschließend bei höherer Temperatur, im
allgemeinen 50 bis 150°C durchgeführt wird. In dieser zweiten
Phase arbeitet man meist bei der Rückflußtemperatur des Lösungsmittels.
Außerdem wird durch Erhitzen die Form des Niederschlags
des bis-Benzoins geändert. Statt eines sehr feinen Niederschlags,
der äußerst schwierig zu waschen und zu filtrieren ist, wie man
ihn erhält, wenn die Reaktion bei Raumtemperatur durchgeführt
wird, liefert das Erhitzen des Reaktionsmilieus einen Niederschlag
mit viel größerer Korngröße, der sich leicht waschen und filtrieren
läßt. Vorzugsweise dauert die erste Phase (bei einer Temperatur
nahe der Raumtemperatur) 0,5 bis 5 Stunden, die zweite Phase
(bei höherer Temperatur) 3 bis 10 Stunden.
Nach dem verbesserten Verfahren der Erfindung erhält man ein
Bis-Benzoin mit sehr hohem Reinheitsgrad in hoher Ausbeute.
Die spektroskopischen Analysen und die Methoden der Abtrennung
durch Dünnschichtchromatographie oder durch Hochleistungs-
Säulenchromatographie lassen keine Verunreinigung irgendwelcher
Art erkennen. Dies bedeutet, daß das rohe Bis-Benzoin
eine Reinheit von mindestens 99% hat, so daß jede Endreinigung
überflüssig ist.
Die zweite Stufe des Verfahrens zur Herstellung von 1,4- und
1,3-Bis-(Phenylglyoxyloyl)-Benzolen besteht in der Oxidation
der entsprechenden Bis-Benzoine zu Bis-α-Diketonen. Die Herstellung
eines Ketons durch Umwandlung einer sekundären Alkoholgruppe
in α-Stellung zu einer Karbonylgruppe kann in bekannter
Weise durchgeführt werden, und zwar mit einem Oxidationsmittel,
das z. B. von Kupfer, Mangan, Chrom, Wismut, Blei, Selen,
Cer, Silber oder einer großen Zahl weiterer Metalle abgeleitet
sein kann. Als Oxidationsmittel kann man auch Salpetersäure oder
Stickstofftetroxid verwenden.
Zur Herstellung von relativ großen Mengen der Bis-α-Diketone
verwendet man vorzugsweise die Oxidationmethode mit Kupferacetat
und Ammoniumnitrat; die erhaltenen Produkte sind dann
sehr rein und benötigen keine zusätzliche Reinigungsreaktion.
Sie sind direkt für die Herstellung der Polyphenylchinoxalin-
Harze mit sehr großem Molekulargewicht verwendbar.
Die Erfindung soll nun anhand der folgenden Beispiele näher
beschrieben werden, welche nicht als Beschränkung aufzufassen sind.
In diesen Beispielen ist die Ausbeute an Bis-Benzoin bezogen auf
die Menge des eingesetzten Dialdehyds berechnet. Die Reinheit
der Produkte wird durch Chromatographie, Massenspektrographie
und magnetische Kernresonanz bestimmt.
Die Beispiele 1 bis 3, 9 und 14 erläutern die Erfindung.
Die anderen Beispiele zeigen die Resultate, die man unter Reaktionsbedingungen
erhält, welche von den optimalen erfindungsgemäßen
Bedingungen abweichen.
a) In einen 20-Liter-Reaktor, der mit einem Rührer und einem
Rückflußkühler versehen ist, gibt man 15 Liter Methanol und
625 g (4,66 Mol) Terephthalaldehyd. Die Mischung wird bis zur
Auflösung des Dialdehyds gerührt. Dann versetzt man 100 g (1,54 Mol)
Kaliumzyanid, das sind etwa 16% der stöchiometrischen Menge.
Das Zyanid geht schnell in Lösung und das Milieu nimmt eine
dunkelrote Farbe an. Nun versetzt man mit 2000 g (18,9 Mol)
Benzaldehyd. Die Mischung wird 1 Stunde bei Raumtemperatur
gerührt. Anschließend erhitzt man 5 Stunden auf die Rückflußtemperatur
des Methanols (etwa 70°C). Nach Abkühlen auf die
Raumtemperatur wird der gebildete helle, cremefarbene Niederschlag
durch Filtration abgetrennt, mit Wasser gewaschen, um
das Zyanid zu entfernen, und unter vermindertem Druck getrocknet.
Bei 5 identischen Verfahren die Ausbeute an Bisbenzoin
von 12,72 g (79%) bis 11 340 g (83%). Die Elementaranalyse und
die spektroskopischen Analysen (Infrarot, Ultraviolett, NMR und
Massenspektroskopie) zeigen, daß das erhaltene Produkt der Formel
des erwünschten Bisbenzoins entspricht. Die Dünnschichtchromatographie
und die Hochleistungs-Säulenchromatographie zeigen,
daß das erhaltene Produkt eine Reinheit von mindestens 99% hat.
b) Die Oxidation des erhaltenen Bisbenzoins zu 1,4-Bis-(phenyl-
glyoxyloyl)-Benzol wird wie folgt durchgeführt:
In einen 20-Liter-Reaktor, der mit einem mechanischen Rührer,
einem Rückflußkühler und einer Inertgas-Zirkulation versehen ist,
gibt man der Reihe nach 10 Liter Essigsäure, 500 g Bisbenzoin,
320 Ammoniumnitrat, 6,5 g Kupferacetat-Dihydrat und anschließend
7 Liter wäßrige Essigsäure (mit 50 Vol.-% Wasser). Die Mischung
wird 30 Stunden am Rückfluß erhitzt (110°C) und anschließend
auf 0 bis 5°C abgekühlt. Es bildet sich ein kristalliner
gelber Niederschlag, der durch Filtration isoliert und
dreimal mit 2 Liter Wasser gewaschen wird. Anschließend trocknet
man mehrere Stunden bei 100°C.
Die nach der Filtration des Niederschlags gewonnene Mutterlauge
wird in den Reaktor zurückgegeben und erneut mit 500 g Bis-
Benzoin und 320 g Ammoniumnitrat versetzt. Die Oxidation dieser
zweiten Menge wird unter den oben beschriebenen Bedingungen durchgeführt.
Dieses Verfahren wird noch zweimal mit Mengen von 500 g Bis-
Benzoin und 320 g Ammoniumnitrat wiederholt.
Die vier auf diese Weise hergestellten Mengen 1,4-Bis-(phenylglyoxyloyl)-
Benzol wiegen 342 g, 450 g, 458 g bzw. 460 g. Die
Ausbeute an Tetraketon beträgt etwa 70% bei der ersten Herstellung,
bei den drei anschließend 91 bis 93%.
Die erhaltene Verbindung schmilzt bei 127°C und die verschiedenen
Analysen entsprechen der erwarteten Struktur. Die chromatographische
Analyse zeigt die Anwesenheit einer einzigen Verbindung
mit einer Reinheit von mehr als 99%. Eine Reihe von
drei aufeinanderfolgenden Umkristallisationen aus Äthanol bringt
keine Änderung der physikalischen und spektroskopischen Eigenschaften
des Rohprodukts der Reaktion. Dieses ist also direkt
für die Herstellung von Polyphenylchinoxalinen mit hohem Molekulargewicht
verwendbar.
Die Benzoinkondensation des Terephthalaldehyds (625 g) mit Benzaldehyd
(2000 g) wird unter genau denselben Bedingungen wie in
Beispiel 1 wiederholt, wobei man 300 g Kaliumzyanid verwendet,
was 50% der stöchiometrischen Menge entspricht. Die Ausbeute an
reinem Bisbenzoin beträgt 1516 g (94%). Dieses Produkt liefert
durch Oxidation 90% sehr reines 1,4-Bis-(phenylglyoxyloyl)-Benzol.
Die Ausbeute an Tetraketon liegt also nahe 85%, bezogen auf den
eingesetzten Terephthalaldehyd.
Man führt eine Benzoinkondensation unter den Bedingungen des
Beispiels 1 mit Isophthalaldehyd und Benzaldehyd durch. Die
höhere Löslichkeit dieses Dialdehyds erlaubt es, die eingesetzten
Mengen in 15 Liter Methanol zu steigern. Sie betragen
1340 g (10 Mol) Isophthaldialdehyd, 260 g (4 Mol) Kaliumzyanid
(d. h. 20% der stöchiometrischen Menge) und 4240 g (40 Mol)
Benzaldehyd. Dieses Verfahren liefert 2770 g (80%) des erwarteten
Bisbenzoins.
Die erhaltene Verbindung wird unter den Bedingungen des Beispiels 1
in drei Chargen von etwa 920 g oxidiert. Die Ausbeute
an 1,3-Bis-(phenylglyoxyloyl)-Benzol beträgt 85%, bezogen auf
das Bis-Benzoin, und etwa 68% bezogen auf den eingesetzten Isophthalaldehyd.
Diese Beispiele zeigen den Einfluß verschiedener Faktoren
(Menge Zyanid, Volumen des Lösungsmittels, Temperatur und
Dauer der Reaktion) auf die Ausbeute an Bisbenzoin und die Reinheit
dieser Verbindung.
Die Versuche werden durchgeführt, indem man 80 g (0,597 Mol)
Terephthalaldehyd und 250 g (2,36 Mol) Benzaldehyd in Methanol
löst. Dann versetzt man mit der in Tabelle I angegebenen Menge
Kaliumzyanid und die Reaktion wird unter den verschiedenen Bedingungen
der Temperatur und Dauer durchgeführt, die in der
gleichen Tabelle angegeben sind.
Das Volumen des Lösungsmittels hat einen Einfluß auf die Reinheit
des Produkts, welche mindestens 99% bei den Beispielen
7 bis 12 (2 Liter Lösungsmittel) ist, während sie bei den Beispielen
5 und 6 (0,4 Liter Lösungsmittel) nur 95% beträgt.
Die Beispiele 4, 5, 7, 10 und 12 zeigen, daß die Ausbeute an Bis-
Benzoin gleichzeitig mit der Menge des zugesetzten Zyanids
wächst.
Ein Vergleich der Beispiele 7 und 8 einerseits und 10 und 11
andererseits zeigt, daß die Ausbeute höher ist, wenn die Reaktion
bei 20°C durchgeführt wird, als wenn man völlig bei 70°C
arbeitet.
Der Vergleich der Beispiele 7 und 9 zeigt, daß die Ausbeute verbessert
wird, wenn die Reaktion zunächst bei 20°C und anschließend
bei 70°C durchgeführt wird.
Diese Beispiele werden nach der Methode des Beispiels 1 durchgeführt
und zeigen den Einfluß von überschüssigem Benzaldehyd
auf die Ausbeute an Bis-Benzoin.
Die Versuche werden durchgeführt, indem man 80 g Terephthalaldehyd,
12,5 g KCN und die in Tabelle II angegebene Menge Benzaldehyd
in 2 Liter Methanol löst. Die Reaktion wird 1 Stunde
bei 20°C und anschließend 6 Stunden bei 70°C durchgeführt.
Der Vergleich dieser Beispiele zeigt, daß die optimale Menge
Benzaldehyd in der Nähe der doppelten stöchiometrischen Menge
liegt und daß es nicht vorteilhaft ist, von diesem Überschuß
zu sehr abzuweichen.
Dieser Vergleichsversuch soll die Resultate zeigen, die man
erhält, wenn die Reaktion ohne Lösungsmittel in einem Zwei-
Phasen-System durchgeführt wird.
In einem Reaktor, der mit einem sehr schnellen Rührer
versehen ist, gibt man 80 g Terephthalaldehyd,
250 ml Benzaldehyd, 1000 ml Wasser, 22 g Kaliumzyanid und 65 g
Tricaprylammoniumchlorid. Die Menge wird 20 Minuten bei Raumtemperatur
heftig gerührt. Die organische Phase wird mehrmals
mit siedendem Äthanol gewaschen und anschließend filtriert und
getrocknet. Die Ausbeute an 90%reinem Bis-Benzoin beträgt nur
50%.
Dieser Vergleichsversuch zeigt die Verwendung eines organischen
Lösungsmittels, in dem Kaliumzyanid nicht löslich ist.
Eine Lösung von 80 g Terephthalaldehyd und 250 g Benzaldehyd
in 2 Litern Benzol wird unter heftigem Rühren mit einer Lösung
von 12,5 g Kaliumzyanid in 200 ml Wasser und anschließend
tropfenweise mit einer Lösung von 40 g Tricaprylmethylammoniumchlorid
in 200 ml Wasser vernetzt. Nach 5 Stunden Rühren wird
die organische Phase abdekantiert. Das Benzol wird durch Filtration
von der suspendierten festen Masse abgetrennt. Letztere
wird dreimal mit siedendem Äthanol gewaschen und liefert nur
35% Bis-Benzoin, das 92% rein ist.
Claims (1)
- Verfahren zur Herstellung von 1,4-bis-(Phenylglyoxyloyl)-Benzol oder 1,3-bis-(Phenylglyoxyloyl)-Benzol durch Oxidation der entsprechenden Bis-Benzoine,
dadurch gekennzeichnet,
daß man der Reihe nach folgende Stufen durchführt:- a) Umsetzung von Terephthalaldehyd oder Isophthalaldehyd mit einer Menge Alkalicyanid, die geringer ist als die stöchiometrische Menge, in einem aliphatischen Monoalkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen als Lösungsmittel in einem Verhältnis von 1 bis 6 Litern pro Mol Terephthal- oder Isophthalaldehyd,
- b) nach der Lösung Umsetzung des auf diese Weise erhaltenen Reaktionsmilieus bei einer Temperatur von etwa 0 bis 30°C mit einer Menge Benzaldehyd, die größer ist als 2 Mol pro Mol Terephthalaldehyd oder Isophthalaldehyd, während 0,5 bis 5 Stunden,
- c) Erhitzen des Reaktionsmilieus auf eine Temperatur von etwa 50 bis 150°C für 3 bis 10 Stunden, worauf man das gebildete bis-Benzoin abtrennt, und
- d) es in an sich bekannter Weise zu dem gewünschten bis-(Phenylglyoxyloyl-) Benzol oxidiert.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7913424A FR2457274A1 (fr) | 1979-05-23 | 1979-05-23 | Procede ameliore de synthese de bis-(phenylglyoxyloyl) benzenes, utilisables dans la preparation de resines polyphenylquinoxalines |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3019500A1 DE3019500A1 (de) | 1980-11-27 |
DE3019500C2 true DE3019500C2 (de) | 1989-08-31 |
Family
ID=9225886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803019500 Granted DE3019500A1 (de) | 1979-05-23 | 1980-05-22 | Verfahren zur herstellung von bis- (phenylglyoxyloyl)-benzolen |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4310699A (de) |
JP (1) | JPS55157533A (de) |
DE (1) | DE3019500A1 (de) |
FR (1) | FR2457274A1 (de) |
GB (1) | GB2054559B (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8512998D0 (en) * | 1985-05-22 | 1985-06-26 | Ciba Geigy Ag | Production of images |
US10138192B2 (en) | 2015-03-20 | 2018-11-27 | University Of Houston System | Cyclobenzoins |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4024067A (en) * | 1976-01-07 | 1977-05-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Processes for the preparation of bis-benzoins and bis-benzils |
-
1979
- 1979-05-23 FR FR7913424A patent/FR2457274A1/fr active Granted
-
1980
- 1980-05-22 GB GB8016875A patent/GB2054559B/en not_active Expired
- 1980-05-22 DE DE19803019500 patent/DE3019500A1/de active Granted
- 1980-05-23 JP JP6951280A patent/JPS55157533A/ja active Granted
- 1980-05-23 US US06/152,895 patent/US4310699A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3019500A1 (de) | 1980-11-27 |
GB2054559B (en) | 1983-09-07 |
FR2457274A1 (fr) | 1980-12-19 |
JPS6323979B2 (de) | 1988-05-18 |
US4310699A (en) | 1982-01-12 |
GB2054559A (en) | 1981-02-18 |
JPS55157533A (en) | 1980-12-08 |
FR2457274B1 (de) | 1984-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69132892T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von 4-Hydroxystyrol | |
DE3006277C2 (de) | ||
DE1643347A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von aromatischen Lactonen | |
DE1695753B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von 6,6disubstituierten 2,2-Dimethyl-4-oxopiperidinen | |
DE2139564C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von 3,3',5,5'-Tetra-isopropyl-4,4'-hydroxydiphenyl | |
DE69316344T2 (de) | Prozess zur herstellung von oximen | |
DE2634676C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Alkoholen nach der Guerbet-Reaktion | |
DE69305599T2 (de) | Verfahren und Herstellung von Salicylaldoxim-Derivaten | |
DE2115551A1 (de) | ||
DE69817978T2 (de) | Verfahren zur Oxidation von aromatischen Verbindungen zu aromatischen Hydroxyverbindungen | |
DE2025662A1 (de) | ||
DE3019500C2 (de) | ||
EP0026291B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Terephthalaldehyd bzw. Isophthalaldehyd | |
DE2032170C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Isobornylphenolen | |
EP0025519A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von 2-Alkyl- bzw. 2-Arylthiomethylphenol | |
DE1593023A1 (de) | Verfahren zur Herstellung organischer fluorierter Verbindungen | |
DE2237080A1 (de) | Benzothiazolderivate | |
DE2548384C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Hydroxyphenyläthern | |
CH631146A5 (de) | Verfahren zur herstellung von 2,6-dimethoxy-4-(quaternaeren-alkyl)phenolen. | |
DE2902542C2 (de) | ||
DE3618643C2 (de) | ||
DE2605525A1 (de) | Verfahren zum umwandeln von 1,1- diarylalkanen in die entsprechenden diarylketone | |
DE69511384T2 (de) | Verbessertes verfahren zur herstellung von beta-diketonen | |
EP0946479B1 (de) | Verfahren zur herstellung von carbonylverbindungen | |
DE2612749B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von 2,6,6-Trimethyl-2-cyanmethyltetrahydropyran und 2-Methyl-2-c)'anmethyl-5-isopropyltetrahydrofuran |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition |