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Hydrogenations in the presence of cyclic compounds containing carbonyl groups, in particular to cyclic ketones and their purification

IP.com Disclosure Number: IPCOM000177107D
Publication Date: 2008-Dec-05

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Abstract

The production of cyclic ketones via hydrogenation of precursors which contain carbon-carbon-double bonds and the purification of the cyclic ketones is described. Possible precursors for pure cyclic ketones like cyclopentanone, cyclohexanone, cyclooctanone and cyclododecanone are e.g. cyclopentane, cyclopentene, cyclohexane, cyclohexene, cyclooctane, cyclooctene, cyclooctadiene, cyclododecane, cyclododecene, cyclododecadiene, cyclododecatriene and oxidation products of the aforementioned compounds like epoxides and ketones which still contain unsaturated C-C-bonds. After hydrogenation, at least distillation of the cyclic ketones is mandatory for purification. If special compounds like aldehydes or alcohols are present, it is recommendable to destroy these special compounds before distillation by treatment with acids or metal oxides.

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Hydrierungen in Anwesenheit von Carbonylgruppen enthaltenden, cyclischen Ver- bindungen, vornehmlich zu Cycloketonen und deren Reinigung

Cyclische Ketone mit Ringgrößen zwischen beispielsweise 5 bis 20 lassen sich auf ver- schiedene Arten herstellen. Eine Möglichkeit ist beispielsweise, ungesättigte Vorläufer oxidativ zu den Ketonen umzusetzen. Das kann z.B. mit epoxidierenen Reagenzien über intermediäre Epoxide, gefolgt von einer Umlagerung zum Keton oder durch Umsetzung mit Distickstoffmonoxid (N2O) zum Keton erfolgen. Im Allgemeinen werden die gewünsch- ten Ketone nicht in der notwenigen reinen Form erhalten, so dass noch weitere Schritte bis zum Reinprodukt notwenig sind. Dies sind zumindest Destillationsschritte, doch sind mitunter auch chemische Schritte notwendig. Wird z.B. ein cyclisches Monoolefin zum Ke- ton umgesetzt, so können noch ungesättigte Verbindungen vorliegen, die destillativ nur schwer entfernbar sind und damit vorteilhaft durch einen Hydrierschritt vorgereinigt wer- den sollten. Ebenso können andere Nebenkomponenten, wie zum Beispiel (ungesättigte) Aldehyde, auftreten, die ebenfalls durch eine Hydrierung vorteilhaft verändert werden können.~Alternativ zu einfach ungesättigten Ausgangsverbindungen können auch mehr- fach ungesättigte cyclische Olefine eingesetzt werden. Da diesen bei der Oxidation natur- gemäß mehr Reaktionskanäle offen stehen als den cyclischen Monoolefinen (z.B. Mehr- fachoxidation, Spaltung des Rings an verschiedenen Stellen, transannulare Reaktionen usw.) ist es besonders wichtig, adäquate Schritte zu haben, die die gewünschte Produkt- reinheit sicher stellen. Wobei, sofern nur ein Monoketon erwünscht sein sollte, die verblei- bende C-C-Doppelbindung (oder entsprechend mehrere), ohnehin zu hydrieren ist.

Mögliche Ausgangsstoffe für die Herstellung der Monoketone bzw. ggf. Di-, Tri-,... Ketone sind im Folgenden beispielhaft dargestellt, wobei anstatt der Olefine, prinzipiell auch die entsprechenden Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden können:

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Die oben aufgeführten cyclischen Olefine können auch substituiert sein, z.B. durch Alky- und/oder Arylgruppen. Sie können ferner Heteroatome wie Sauerstoff enthalten, weitere Doppelbindungsisomere sein, verschieden verbrückt usw. sein.

Nach dem Oxidationsschritt sind, wie erwähnt, neben dem gewünschten Oxidationspro- dukt noch weitere ggf. unerwünschte Nebenkomponenten vorhanden, die zusammen mit dem gewünschten Oxidationsprodukt in die Hydrierung geführt werden. Diese Neben- komponenten können in zwei Klassen unterteilt werden, die einen (Nebenkomponenten a) entstehen im Oxidationsschritt als Folgeprodukt des Ausgangsstoffs, die anderen (Ne- benkomponenten b) stammen aus anderen Quellen, wie z.B. aus technischen Hilfsmitteln (z.B. Schmiermittel von verwendeten Pumpen) und/oder...