DE2814708A1 - Verfahren zur herstellung von oxalsaeureestern - Google Patents
Verfahren zur herstellung von oxalsaeureesternInfo
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Description
DR. ING. 1·'. WlTIiSTIIOFK
I)K. 15. ν. PICCIIM ANN
DR. ING. I). IUiIIHKNS DIPI,. INCi. R. GOKTZ
28U708
SOOO MÜNCIIKN 00
ttCinVEIOKIi.STHASHK 2
TlJI-KFON (OSO) GC 20 51
TKLF.S 5 24-070
TKI^KGUAMMK :
l'HOTKOTJWTRNT ΜΟΝΟΠΕΝ
1A-50 764
Anmelder: Snamprogetti S.p.A.
Corso Venezia 16, Mailand/Italien
Titel: Verfahren zur Herstellung von Oxalsäureestern
8 O a B U ■? I U 8 O O
DR. IN«. Τ·\ WITESTIIOKF
I)It. E. ν. ΙΈϋΠΜΛΝΝ
Ι>Π. IN«. I). IiEIIItENvS
DIEM... INC;. It. (JOETZ
PATENTANWiLTE
80OO MUNCIIEN OO SCn WEIGEHSTRASSE 2
TELEFON (080) OG20 Cl
telex 5 24:070"
TKTfKaZIjLMMK t
I'HOTF.OTPATENT MÜNOIIEJf
I'HOTF.OTPATENT MÜNOIIEJf
1A-50 ?64
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Oxalsäureestern durch Umsetzen von Kohlenmonoxid unter Druck mit
dem entsprechenden Alkohol unter Anwendung eines ganz speziellen Katalysatorsystems. Dieses ist ein binäres
System, dessen Hauptkomponente ein Palladiumkomplex ist und als Cokatalysator eine saure Verbindung vorzugsweise
eine organische saure Verbindung - ohne Rücksicht auf die Säurestärke - angewandt wird.
Die dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrundeliegende Reaktion ist folgende: 0 0
If If
2 CO + ROH-
worin R eine Alkyl-, Aryl-, Alkaryl-, Aralkyl- oder Cyeloalkylgruppe
ist.
Bisher werden die Oxalsäureester aus der freien Säure durch übliche Veresterungsreaktion hergestellt und finden weite
Anwendung als Reaktionspartner bei der Synthese organischer Substanzen, insbesondere bei Kondensationsreaktionen. Die
Reduktion solcher Ester nach üblichem Verfahren führt zur bildung von Estern der Glykolsäure oder von Äthylenglykol.
Es ist bekannt derartige Ester aus CO, einem Alkohol und
809842/0800
28H708
1A-50 764
Sauerstoff in Gegenwart eines Katalysators unter Bildung von Wasser nach folgender Gleichung
0 0
-, il υ
2 CO + 2 ROH + — Oo ^RO-C-C-OR + H0O (2)
2 ^ Z
herzustellen (US-PS 3 393 136, BE-OS 22 13 435, DE-OS 25 14 685,
DE-OS 26 01 139, JP-AS 29 428/76 und 157 311/75). Darüberhinaus
ist die Herstellung derartiger Ester durch Elektrolyse unter Entwicklung von Wasserstoff an der Kathode bekannt (US-PS
3 393 136).
Es wurde nun überraschenderweise festgestellt, daß die Herstellung
derartiger Ester nach der Reaktionsgleichung (1) ohne Einsatz von Sauerstoff und ohne Wasserbildung und ohne
Elektrolyse erreicht werden kann, wenn man ein entsprechendes Katalysatorsystem anwendet. Nach der Erfindung besteht das
Katalysatorsystem
a) aus einem Komplex des nullwertigen oder zweiwertigen Palladiums und
b) einem sauren Cokatalysator.
Der Palladiumkomplex kann als solcher in die Reaktion eingebracht werden oder wird insitu durch entsprechenden Einsatz
eines Palladiumsalzes und einer ligandbildenden Verbindung erhalten. Den Komplexen mit zweiwertigen Palladium kommt die
Formel /PdXX^LL'1 oder /PdXX^L2 zu, worin L und I/1 neutrale
einzählige Liganden in Form von tertiären Aminen, Phosphinen
2 und aliphatischen und aromatischen Aminen sind. L ist ein
chelatbildender neutraler Ligand wie ein Amin, Phosphin oder Arsin, ein Phenanthrolin oder Dipyridyl oder deren substituierte
Derivate. X und X' sind anionische Gruppierungen wie Halogenid Sulfate, Nitrate, Carboxylate, Alkoxycarbonyle und dergleichen.
8098A2/0800 _ 3_
28U708
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Die Komplexe des nullwertigen Palladiums entsprechen
3 3
der Formel Ln, worin η zwischen 2 und 4 liegen kann und L
ein neutraler Ligand wie ein aliphatisches oder aromatisches Phosphin oder ein Isonitril sein kann. Die Carbonyle des
nullwertigen Palladiums entsprechen der Formel
Pdx (C0)yL4 z ,
worin χ und y 1 oder 3 sein können und ζ 3 oder 4 ist
und L ein tertiäres Phosphin bedeutet.
Für die Herstellung der Katalysatoren sind verschiedene Kombinationen von Salzen und Liganden verwendbar. Salze
des zweiwertigen Palladiums hierfür sind die Nitrate, Acetate oder andere Carboxylatl^wie Ilalogenide, Sulfate oder dergleichen,
die zusammen mit den Aminen und tertiären aliphatischen oder aromatischen Phosphinen oder anderen üblichen
neutralen Liganden angewandt werden können.
Für die sauren Cokatalysatoren können verschiedene Substanzen wie Salze von Aminen wie Halogenhydride, Fluoroborate, Perchlorate
und organische Substanzen mit auch nur einem schwachsauren Charakter durch Protonenbildung an Heteroatome (Stickstoff,
Sauerstoff)dienen z.B. Carbonsäuren, Phenole, Imide oder SuIfimide.
Die Reaktion kann in einem inerten Verdünnungsmittel stattfinden wie in einem organischen Lösungsmittel z.B. Sulfoxide
und Sulfone (Dimethylsulfoxid, Tetramethylsulfon), in Estern
(Methyl-, Äthylacetat, Äthylenglykoldiacetat), in Aromaten (Benzol, Toluol), in Polyäthern (Glym, Diglym), cyclischen
Äthern (Tetrahydrofuran, Diocan) oder dergleichen.
8Ü9842/080Q
P- 'ϊτ...
AIVV
1A-5Q 764 15.Juni 1978
Die Umsetzung erfolgt unter GQ-Druck bei zumindest einer
Atmosphäre, vorzugsweise zwischen 5 und Ws atü und bei
Temperaturen zwischen 30 und 300 C, vorzugsweise zwischen
50 und 20Q°C_
Die Erfindung wird an folgenden Beispielen erläutert:
In einen Autoklav aus korrosionsbeständigem Stahl wurden
79 g Methanol, 1,5 g Palladiumkatalysator /Jc,HrPp)-Z
und 0,5 g Bernsteinsäureimid eingebracht, mit Stickstoff
ausgespült und ein CO-Druc'k von 50 atu aufgebaut. Dann wurde
o durch, gas-flüssig Chromatagr;
10 h auf 120 C erwärmt, das Reaktionsgemisch^analysiert/und
festgestellt, daß 3,2 g Dimethyloxalat und 0f6 g Dimethylcarbonat
vorhanden waren.
In den Autoklav wurden 79 g Methanol, 1,85 g/TcrH8-P), 7xPd(C0)
und 0,5 g Bernsteinsäureimid eingebracht und unter einem CO-Druck von 50 atü 10 h auf 1200C gehalten. Die Analyse
des Reaktionsprodukts ergab 2,9 g Dirnethyloxalat und 0,5 g
Dimethy1carbonat-
In den Autoklav wurden 79 g Äthanol, 1r85 g Palladiumkomplex
des Beispiels 2 und 2 g Ameisensäure eingebracht^Vauf 70 C erwärmt
und bei einem CO-Druck von 20 atü gehalten.Man erhielt
1,3 g Diäthyloxalat und 0,2 g Diäthylcarbonat.
In den Autoklav wurden 79 g Methanol, 2 g /~(CgH5)7Py7^Pd
und 1 g Diisopropylamin-Hydrobromid eingebracht und 4 h bei 1200C und eineia CO-Druck von 50 atü gehalten. Die Analyse der
Reaktionsmasse ergab 1,7 g Dimethyloxaiat und 0,3 g Dimethylcarbonat.
809842/0800
28U708 1A-50 764
In den Autoklav wurden 79 g Methanol, 1,5 g Palladiumkomplex der Formel /P6H5 J3PJ2 Pd(COOCH3^ und 7 g Phthalsäureimid
eingebracht und 4 h bei 150°C unter einem CO-Druck von 50 atü gehalten. Man erhielt 1,1 g[Dimethylcarbonat.
In den Autoklav wurden 79 g Äthanol, 0,45 g Palladiumacetat, 0,81 g Tributylphosphin und 2,5 g Benzoesäure eingebracht
und 4 h bei 100 C und einem CO-Druck von 50 atü gehalten. Man erhielt 1,5 g Diäthyloxalat und 0,2 g Diäthylcarbonat.
In den Autoklav wurden 104 g Benzylalkohol, 185 g des Palladiumkomplexes aus Beispiel 2 und 1 g Triäthylamin-Hydrobromid
eingebracht und 4 h bei 1200C und einem CO-Druck
von 50 a"tügehalten. Man erhielt 3>5 g Dibenzyloxalat.
Beispiel 8 (Vergleich)
In den Autoklav wurden 79 g Methanol und 185 g des Palladiumkomplexes
aus Beispiel 2 eingebracht, 10 h bei 12O°C und einem CO-Druck von 50 atü gehalten, woraufhin die Reaktionsmasse kein Dimethyloxalat und kein Dimethylcarbonat enthielt.
809842/0800
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung von Oxalsäureestern durch
Umsetzung eines Alkohols mit CO in Gegenwart eines Katalysators, dadurch gekennzeichnet, daß man
a) einen Komplex des zweiwertigen Palladiums der Formeln
/PdXX^7LL1 oder /PdXX^L2 (L, L1 einzählige neutrale
2 ~
Liganden, L chelatbildender neutraler Ligand, X und X1 gleiche oder unterschiedliche anionische Liganden) oder
Liganden, L chelatbildender neutraler Ligand, X und X1 gleiche oder unterschiedliche anionische Liganden) oder
■3 des nullwertigen Palladiums der allgemeinen Formel PdL
(n 2 Ms 4, L neutraler Ligand) und/oder der Formel
/~Pd (C0)Tr 7L4„ (x und y 1 oder 3, ζ 3 oder 4 und L4
χ y— "
tertiäres Phosphin) sowie
b) einen sauren Cokatalysator verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, daß man einen Palladiumkomplex verwendet, dessen Ligand L, L ein tertiäres Amin,
2 Phosphin, aliphatisches oder aromatisches Arsin, L ein chelatbildendes Amin, Phosphin, Arsin , Phenantrhrolin,
Dipyridyl oder dessen substituierte Derivate, X und X' ein Halogenid, Sulfat, Nitrat, Carboxylat oder Alkoxycarbonyl
ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Palladiumkomplex anwendet,
dessen Ligand L ein aliphatisches oder aromatisches Phosphin •und/oder ein Isonitril ist.
809842/0800
ORIGINAL INSPECTED
1 A-50 764
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Cokatalysator
ein Halogenkydrin, Fluoroborat, Perchlorat von Aminen oder eine
organische Verbindung, die durch Protonenbindung an Heteroatome sauer wirkt, verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Cokatalysator verwendet,
dessen Heteroatome Stickstoff oder Sauerstoff sind.
6. \erfahren nach Anspruch 1-3, dadurch g e k e η η ζ
e i chne t, daß man als Cokatalysator eine Carbonsäure, ein Phenol, Imid oder SuIfimid verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch g e k e η η zeichnet,
daß man die Umsetzung in Gegenwart eines organischen L^sungsmiLtels, insbesondere eines Sulfoxids
oder SuIfons, Esters, Polyäthers, cyclischen Äthers oder
eines Aromaten durchführt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7> dadurch g e k e η η ζ
e i chne t, daß man die Umsetzung bei einem CO-Druck
von zumindest einer Atmosphäre, vorzugsweise 5 bis 100 atü .
durchführt.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei einer Temperatur
zwischen 30 und 300, vorzugsweise zwischen 50 und 200 C(
durchführt.
809842/0800
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