178872. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szerves vegyületek katalitikus hidrogénezésére
7 178872 8 aktívszénhordozós katalizátorral 85 °C-on atmoszférás nyomáson 6 órán keresztül hidrogénezünk. Az oldatból a katalizátort kiszűrjük, majd az oldatot bepároljuk. Ekkor 22 g 95%-os tisztaságú 3,4,5-trimetoxi-benzaldehidet kapunk. A katalizátor 10 egy- 5 mást követő reakcióban használható az aktivitás és a szelektivitás lényeges csökkenése nélkül. A kereskedelmi Pd katalizátor ebben a reakcióban is csak mérgezéssel alkalmazható, és ekkor legfeljebb 70%-os szelektivitást érhetünk el. 10 TMBAOAc TEMDBEDAOH TMAOH + fenil-etil-TMAOH TMBAHSO4 trimetil-benzil-ammónium-acetát tetrametil-dibenzil-etilén-diamin-hidroxid tetrametil-ammónium-hidroxid + fenil-etil-trimetil-ammónium-hidroxid trimetil-benzil-ammónium-hidrogén-szulfát. 10. példa 50 g fahéjaldehidet 150 cm3 acetonban 2 g 5 15 súly% Pd-ot (diszperzitása 0,35) és 2 súly% trimetil-benzil-ammónium-hidroxidot tartalmazó aktívszénhordozós katalizátorral atmoszférás nyomáson, szobahőmérsékleten hidrogénezünk 4 órán át. Hidrofahéjaldehidet kapunk 90%-os szelektivitással. A ka- 20 talizátort 5 egymás utáni reakcióban használhatjuk az aktivitás és szelektivitás csökkenése nélkül. Ugyanilyen körülmények között a hagyományos Pd katalizátorokkal hidrofahéjalkoholt kapunk. 11—36. példák A hidrogénezést az előbbi példákban megadott módon végezzük az 1. táblázatban megadott 30 körülmények között. A táblázatban közöljük a kiindulási vegyidet nevét és mennyiségét, megnevezzük a katalizátor aktív komponensét és hordozóját, a katalikusan aktív fém százalékos mennyiségét és diszperzitását, a katalitikusán aktív fém mellett levő (I) 35 általános képletű vegyületet és annak százalékos mennyiségét, valamint a katalizátor összmennyiségét. Megadjuk továbbá a hidrogénezési reakció hőmérsékletét és nyomását, a hidrogénezéshez használt oldószert és annak mennyiségét, valamint a 40 reakció idejét. Feltüntetjük a hidrogénezési reakcióban kapott termék nevét, a konverziót, a reakció szelektivitását és a hozamot. Minthogy a találmány szerinti eljárás egyik legfontosabb előnye, hogy a hidrogénezés egy adott katalizátorral többször ismé- 45 telhető, közöljük a katalizátor „forgathatóságát”, vagyis azt, hogy hányszor lehet megismételni a reakciót az adott körülmények között a katalizátor aktivitásának lényeges csökkenése nélkül. Végül összehasonlításként megadjuk néhány esetben a ha- 50 sonló módon, de a technika állása szerinti eljárással végrehajtott reakció egyes jellemzőit. A táblázatban előforduló rövidítések jelentése az alábbi: TMBAOH TEMDBEDA^ Cl TMBA Cl TEA Cl TPA OH = trimetil-benzil-ammónium-hidroxid = tetrametil-dibenzil-etilén-diamin-diklorid = trimetil-benzil-ammónium-klorid = tetraetil-ammónium-klorid = tetrapropil-ammönium-hidroxid 60 65 A találmány szerinti eljárással elérhető eredmények számszerűsítésére összehasonlító kísérleteket is végeztünk. Ezekben a találmány szerinti eljárással párhuzamosan oly módon is hidrogéneztük a kiindulási vegyületet, hogy kisebb diszperzitású katalizátort használtunk (I) általános képletű vegyidet nélkül. Összehasonlító kísérleteink eredményeit a 2. táblázatban közöljük. Az itt előforduló rövidítések jelentése ugyanaz, mint az 1. táblázatban előforduló rövidítéseké. Amint a táblázat adataiból látható, a találmány szerinti eljárás körülményei között egységnyi súlyú katalizátorral nagyobb mennyiségű kívánt termék állítható elő, mint a hasonló ismert eljárással. A katalizátor szelektivitása is nagyobb a találmány szerinti eljárás alkalmazása során, mint a hagyományos eljárás alkalmazása esetén. 37. példa Az 1,2,4,5-tetraklór-benzol előállításánál melléktermékként a következő összetételű elegy keletkezik: 1,2,4-triklór-benzol 13,3 mól%, 1,2,4,5-tetraklór-benzol 64 mól%, pentaklór-benzol 16,4 mól%. Ebből az elegyből 600g-ot 12 g 10 súly% Pd (diszperzitása 0,5) és 0,2 súly% trimetü-benzil-ammónium-klorid tartalmú aktívszénhordozós katalizátor jelenlétében 180 °C-on atmoszférikus nyomáson hidrogéneztünk. 5 óra reakcióidő után a reakcióelegyet és a kidesztillált terméket gázkromatográfiásán elemeztük. Ebből számolva az anyagmérleget, megállapítottuk, hogy 1 g katalizátorral az adott körülmények között óránként 5 g fenti összetételű tetra- és pentaklór-benzol elegyet lehet diklór- és triklórbenzollá hidrogénezni. A katalizátor élettartamát 120 órás kísérletben vizsgáltuk és megállapítottuk, hogy aktivitása ez idő alatt 30%-kal csökkent. A hidrogénezéssel nyert diklór- és triklór-benzol-elegy visszavihető a tetraklór-benzol előállítása folyamatába. A kereskedelmi 10 súly% Pd tartalmú aktívszénhordozós katalizátorral is végeztünk összehasonlító hidrogénezési kísérletet. Megállapítottuk, hogy 1 g katalizátorral 2 g tetra- és pentaklór-benzol elegyet lehet hidrogénezni diklór- és triklór-benzollá óránként, továbbá a katalizátor aktivitása 40 órás reakcióidő után 90%-kal csökken. 4
