193519. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 2,3-dimetil-bután-2,3-diol előállítására
193519 kel tartalmazó keverékeket és a vizet vezet hetjük a reakciózóna különböző helyeire Több, kaszkádszerüen összekapcsolt reaktor alkalmazása esetén előnyös lehet, ha a 2,3 dimetilbuténeket vagy az ezeket tartalmazó keveréket csak az első reaktorba vezetjük Adagolását azonban feloszthatjuk több vagy valamenynyí reaktorra is Több, kaszkádszerüen összekapcsolt reak tor alkalmazása esetén az oxigént vagy az oxigéntartalmú gázkeveréket és/vagy a vizet adagolhatjuk együtt vagy külön a kaszkád egyik vagy valamennyi elemébe. A találmány szerinti eljárás során kapott reakcióelegyet különböző módon dolgozhatjuk fel, és a kapott 2,3-dimetil~bután 2,3-diolt különböző módon választhatjuk el Ha a 2,3-dimetil butén normál nyomáson mért forráspontja feletti hőmérsékleten és megemelt nyomáson dolgozunk, akkor célszerű a reakcióelegyet először a 2,3 dimetil butén forráspontja alatti hőmérsékletre lehűteni, a nyomást leereszteni és a 2,3 dimetil bután-2,3-diolt elválasztani. Bizonyos körülmények között előnyös, ha a nyomást robbanékony gázelegy képződésének el kerülése érdekében inert gáz, így nitrogén, széndioxid vagy nemesgázok bevezetése köz ben csökkentjük A nyomásleeresztés közben szabaddá váló gázkeverék, adott esetben tisz ti tás és oxigénes dúsítás után újból felhasznál ható A reakcióelegy egyik lehetséges feldolgozása szerint a nyomás leeresztése után először a hőmérsékletet egy a 2,3-dimetil-bután-2,3-di ol hidrát olvadáspontja feletti hőmérsékletre, azaz mintegy 48 C feletti, például 50-70 'C kö zötti, előnyösen 50 -60 C közötti, különösen elő nyösen 50 55 C közötti hőmérsékletre hűtjük, és így egy folyékony kétfázisú rendszert ka punk, egy felső szerves fázissal, amely lényegében átalakulatlan 2,3-dimetil-butént tartalmaz és egy alsó vizes fázissal, amely lényegében 2,3-dimetil-bután-2,3-diolt és vizet tartalmaz Az így kapott szerves fázist vissza lehet vezetni a reakcióba, adott esetben egy, a 2,3- dimetil butén gazdagítására szolgáló desztillációs lépcsőn történő részbeni vagy teljes átvezetés után Ezt a gazdagítást végezhetjük rektifikációval is, például egy kolonnában A desz tillációt és rektifikációt normálnyomáson, megemelt vagy csökkentett nyomáson végezzük. A kapott vizes fázist tovább hűtjük, például egy 48 / 10/ C közötti, előnyösen 30 / 5/Cközöt ti, különösen előnyösen 20-0C közötti hőmérsékletre Ezt a lehűtést különböző módon végezhetjük, például külső hűtéssel vagy vákuumhűtéssel, például vákuumkristályosítás formájában Az itt, adott esetben beoltás után kikristályosodó 2,3 dimetil-bután-2,3-diol hidrát tetszőleges módon leválasztható, például szűréssel, dekantálással, szedimentálással, centrifugálással vagy lenyomatással A visszamaradó anyalúg, adott esetben friss víz hozzáadása után a reakcióba részben vagy teljesen visszavezethető, adott esetben a víznél alacsonyabb forr 5 pontú szerves alkotórészek ledesztillálása és adott esetben semlegesítés és/vagy ioncserélőn történő tisztítás után. A reakcióelegy egy másik lehetséges feldolgozása szerint a nyomás leeresztése után rög tön a 2,3-dimetil-bután-2,3-diol~hidrát olvadáspontja alatti, vagyis mintegy 48 C alatti hőmérsékletre hűtünk, és így a kristályos 2,3 dimetil- bután-2,3-diol-hidrátot és legalább egy, adott esetben két folyékony fázist kapunk. A 2.3- dimetil-bután-2,3-diol-hidrát a fent leírt módon leválasztható. Anyalúgként visszamarad egy, lényegében átalakulatlan 2,3-dimetil-butént tartalmazó folyékony fázis, ha az adagolt víz a 2,3-dimetil- bután-2,3~diol-hidrát képző déséhez teljes egészében elhasználódott Ha .több víz van jelen, akkor olyan anyalúg marad vissza, amely a lényegében átalakulatlan 2,3-dimetil butént tartalmazó szerves fázis mellett egy vizes fázist is tartalmaz. A szerves és adott esetben a vizes fázis, adott esetben a szerves és a vizes fázisra történő szétválasztás után, a ‘ént leírt módon feldolgozható és a reakcióba visszavezethető. Az így kapott 2,3-dimetil-bután-2,3-diol-hidrát már önmagában is sok célra felhasználható, például pinakolonná való átalakításhoz (lásd Römpps Chemie Lexikon, 2702 ( 1974)). Ki vánt esetben a 2,3-dimetil- bután-2,3-diol-hidráiból víz leválasztásával előállítható a 2,3-dimetil-bután-2,3-diol. A hidrátvizet eltávolíthatjuk például azeotróp víztelenítéssel. A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi a 2.3- dimetil-bután-2,3-diol egyszerű és gazdaságoselőállítását. Az átalakítás elérhető szelektivitása magas, elkerülhető az oxigénhez és levegőhöz képest drága hidrogén-peroxid használata, a reakcióhoz katalizátorra nincs szükség, és a reakcióidő rövid. Kifejezetten meglepő, hogy a találmány szerinti eljárással elérhetők ezek az előnyök, mivel a bevezetőben ismertetett irodalmi helyekre való tekintettel (J. Org.Chem 37, 2881-2884 ( 1972) és 65087/78 számú japán közrebocsátá si irat) nem volt várható, hogy a 2,3 -dimetil- bu tán-2,3-diol katalizátor nélkül és rövid reakcióidővel előállítható. A találmány szerinti eljárást a következő példák közelebbről megvilágítják, anélkül azonban, hogy az ezekre korlátozódna 1. példa Egy acélautoklávban, amely mechanikus keverővei, termométerrel és szeleppel van ellátva, 255 g, 98 % 2,3- dimetil-2- buténből, 1 % 2.3- dimetil-1- buténből és 1 % n-hexánból álló elegyet, valamint 108 g vizet adagolunk Az autoklávot kevertetés közben (400 ford/perc) 100 C hőmérsékletűre melegítjük. További kevertetés közben a nyomást levegővel 25 bar értékűre állítjuk és további 15 percen keresztül 100 C hőmérsékleten kevertetjük. Ezután az autoklávot kevertetés közben szobahőmérsékletre hűtjük, és a reakcióterméket analizáljuk A mérés eredménye szerint a 2,3 dimetil butén 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5C 55 60 65 4
