176425. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ftálsavanhidrid előállítására, o-xilol cseppfolyós fázisban végzett katalitikus oxidálásával, mangánt, kobaltot és brómot tartalmazó többkomponensű katalizátorrendszer jelenlétében
MAGTAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS 176425 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Bejelentés napja: 1974. V. 20. (SA—3190) Amerikai Egyesült Államok-beli elsőbbsége: 1973. V. 21. (362, 464) Közzététel napja: 1980. VIII. 28. Megjelent: 1981. VIII. 31. Nemzetközi osztályozás: C 07 D 307/89, B 01 J 21/06, B 01 J 23/00 Feltalálók: Szabadalmas: Wampfler Gene Lerox, kutatóvegyész, Lombard, Illinois, Croft Gregory Earle, Standard Oil Company, vegyész, Glenview, Illinois, Amerikai Egyesült Államok Chicago, Illinois, Amerikai Egyesült Államok Eljárás ftálsavanhidrid előállítására, o-xilol cseppfolyós fázisban végzett katalitikus oxidálásával, mangánt, kobaltot és brómot tartalmazó többkomponensű katalizátorrendszer jelenlétében 1 A találmány tárgya eljárás ftálsavanhidrid előállítására o-xilol cseppfolyós fázisban végzett katalitikus oxidálásával, 190-215 °C hőmérsékleten, 17-25 kg/cm2 nyomáson, oldószermentes közegben, mangánt, kobaltot és brómot tartalmazó több- 5 komponensű katalizátorrendszer jelenlétében. A karboxilcsoporttal helyettesített benzolszármazékok előállítására — gőzfázisú oxidáció helyett — a folyékony fázisú oxidáció lehetőségét először a 2 245 528 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli sza- 10 badalmi leírás említi. A hivatkozott leírás szerint átmeneti vagy változó vegyértékű fém katalizátor — pl. kobalt katalizátor — jelenlétében, telített, kis szénatomszámú, alifás savak által alkotott reakcióközegben, 100-300 °C-on és az alifás sav folyé- 15 kony állapotát fenntartó nyomáson állítottak elő ilyen aromás savakat. A hivatkozott szabadalmi leírás szerint az ilyen katalízist jól lehet gyorsítani keton promotorral vagy aldehid promotorral, pl. metil-etil-ketonnal vagy acetaldehiddel. Sajnos, a 20 keton promotor vagy aldehid promotor és a változó vegyértékű fém együttes alkalmazása a mono-, di- és trimetil-benzolnak csak mono- karbonsavvá, illetve a kiindulási vegyületnek megfelelő metil-, ill. dimetil-benzoesawá való átalakítását teszi lehetővé. 25 Az ecetsav alkotta folyékony fázisban az aldehid promotor vagy keton promotor és a kobalt katalizátor alacsonyabb hőmérsékleten (80—100 °C-on) kifejtett hatása lehetővé tette a xilol, nevezetesen p-xilol átalakítását ftálsawá, megfelelő konverzió- 30 2 val. Az eljárás azonban igen költséges volt, ugyanis nagy koncentrációban kellett a kobaltot alkalmazni és a p-xilolra számítva nagy mennyiségű acetaldehid promotort vagy metil-etil-keton promotort kellett ecetsavvá oxidálni. A későbbiekben lehetővé vált, a nagy kobaltkoncentráció és az aldehid vagy keton szükséges mennyiségének csökkentése ugyanakkor több változó vegyértékű fémet alkalmaztak oxidációs katalizátorként és az alkilbenzolok szélesebb körét használták kiindulási anyagként annak a felismerésnek révén, hogy a brómion a változó vegyértékű fémekre kiemelkedően jó gyorsító hatást gyakorol. A katalizátor önmagában, előre elkészítve is adagolható, képezhető azonban in situ is, savmentes vagy 1-8 szénatomos monokarbonsav által alkotott közegben. Az alkalmazott monokarbonsav egy olyan szénatomot tartalmaz, amihez hidrogénatom közvetlenül nem kapcsolódik. Ilyenek: pl. a benzoesav vagy a telített alifás monokarbonsavak, pl. ecetsav. Változó vegyértékű fémből és brómból álló katalizátorrendszert először a 2 833 816 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírásban ismertetnek. Ennél a megoldásnál folyékony fázisban és 120-275 °C hőmérséklet-tartományban oxidálnak, így a benzolgyűrűn levő alkillánc az eddigieknél lényegesen gyorsabban oxidálódik a benzolgyűrűn karboxilcsoportot tartalmazó karbonsavvá (pl. a xilol legfeljebb két óra alatt jó hozammal ftálsawá alakul) és ezzel az eljárással nemcsak a metilcso-176425
