Катализатор для конденсации масляного альдегида в бутилбутират Советский патент 1990 года по МПК B01J31/04 B01J23/06 C07C67/44 

Изобретение относится к, получению катализаторов для конденсации масляного альдегида по реакции Гищенко в бутилбутират, применяемый как растворитель лакокрасочных материалов и клеев, как ароматическая отдушка.

Целью изобретения является повышение удельной активности катализатора за счет содержания в качестве соединения цинка оксида цинка при определенном содержании компонентов.

Пример 1. Катализатор получают в условиях, не допускающих доступа влаги к реагентам, следующим образом. Алюминиевую стружку (27 г) растворяют при нагревании в стехиометрическом количестве абсолютного н-бутанола (246 г). В качестве промотора используют бутилат алюминия (3 г). По окончании реакции расплав бутилата алюминия отделяют декантацией от нерастворимых примесей. В герметически закрывающемся стеклянном реакторе, снабженном магнитной мешалкой, смешивают 24,26 мас.% бутилата алюминия и 72,80 мас.% бутилбутирата и перемешивают магнитной мешалкой. К суспензии постепенно при перемешивании добавляют 1,94 мас.% хлорида алюминия и перемешивают при 40°С 24 ч. К полученной суспензии добавляют 1,00 маеЛ оксида цинка и перемешивают при 40°С 24 ч. Приготовленный таким образом катализатор можно использовать сразу или хранить. В последнем случае суспензию катализатора перед применением следует активизировать пере- мешиванием при 40°С в течение 10- 20 ч0

Полученный катализатор испытывают следующим образом,,

СП Об

со

оэ ее

В реактор с теплообменной рубашкой, снабженной термометром, датчиком для контроля концентрации масляного альдегида, капельными воронка- ми для дозирования катализатора и альдегида, и магнитным перемешиванием, после продувки сухим аргоном вливают 10 мл альдегида, включают охлаждение и при перемешивании начи- нают добавлять катализатор и альдегид с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси находилась в пределах 10-30°С. После ввода всего количества альдегида катализатор продолжают прикапывать до достижения концентрации масляного альдегида Ю%, Всего за 50 мин добавляют 44,2 г масляного альдегида и 2,9 г катализатора. Реакционную смесь перемеривают еще 60 мин и затем анализируют. Содержание отдельных компонентов составляет, мас.%: масляный альдегид 6,86, бутанол 0,13, бутилбутират 91,27, твердый катализатор 1,74. Удельная активность катализатора составляет 199 моль превращенного в бу- тилбутират масляного альдегида на 1 мол ь бутилата алюминия, время процесса конденсации 110 мин.

Пример 2. Катализатор состава, мас.%: бутилат алюминия 24,29, хлорид алюминия 2,86, оксид цинка 1,03(бутилбутират 71,82, готовят по примеру 1.

Катализатор испытывают, как в примере 1, смешивая 41,30 г масляного альдегида и 2,05 г катализатора. Через 106 мин получают реакционную смесь состава, мас.%: масляный альде- гид 4,00, бутанол 0,10, бутилбути- рат 94,57, твердый катализатор 1,33. Удельная активность - 272 моль/моль.

Пример 3. Катализатор состава, мас.%: бутилат алюминия 23,85, хлорид алюминия 4,67, оксид цинка 0,96f бутилбутират 70,52, готовят по примеру 1.

Катализатор испытывают, как в примере 1, смешивая 38,25 г масляного альдегида и 2,00 г катализатора. Че- рез 100 мин получают реакционную смесь состава, мас.%: масляный альдегид 4,81, бутанол 0,10, бутилбутират 93,63, твердый катализатор 1,46. Удельная активность 246 моль/моль.

Пример 4. Катализатор состава, мас.%: бутилат алюминия 23,96, хлорид алюминия 3,63, оксид цинка

0,63, бутилбутират 71,78, готовят по примеру 1.

Катализатор испытывают, как в примере 1, смешивая 40,15 г масляного альдегида и 1,75 г катализатора. Через 165 мин получают реакционную смесь состава, мас.%: масляный альдегид 8,20, бутанол 0,12, бутилбутират 90,50, твердый катализатор 1,18. Удельная активность 299 моль/моль.

П р и м е р 5. Катализатор состава, мас.%: бутилат алюминия 23,31, хлорид алюминия 3,54, оксид цинка 3,38, бутилбутират 69,77, готовят по примеру 1.

Катализатор испытывают, как в примере 1, смешивая 39,3 г масляного альдегида и 1,50 г катализатора. Через 160 мин получают реакционную смесь состава, мас.%: масляный альдегид 8,69, бутанол 0,11, бутилбутират 90,09, твердьй катализатор 1,11. Удельная активность 350 моль/моль.

Нримерб. Катализатор состава, мас.%: бутилат алюминия 22,65, хлорид алюминия 3,44, оксид цинка 6,11, бутилбутират 67,80, готовят по примеру 1.

Катализатор испытывают, как в примере 1, смешивая 49,65 г масляного альдегида и 2,50 г катализатора. Через 157 мин получают реакционную ,массу состава, мас.%: масляньй альдегид 3,07, бутанол 0,10, бутилбутират 95,29, твердьй катализатор 1,54. Удельная активность 290 моль/моль.

Пример 7 (.сравнительный) . Катализатор состава, мас,%: бутилат алюминия 20,32, хлорид алюминия 0,70, оксид цинка 0,78, бутилбутират 78,20, готовят по примеру 1.

Катализатор испытывают, как в примере 1, смешивая 37,70 г масляного альдегида и 8,70 г катализатора. Через 160 мин получают реакционную массу состава, мас.%: масляньй альдегид 3,49, бутанол 0,11, бутилбутират 92,31, твердьй катализатор 4,09. Удельная активность 70 моль/мол

П р и м е р 8 (сравнительный). Катализатор состава, мас.%: бутилат алюминия 23,66, хлорид алюминия 5,43 оксид цинка 0,94, бутилбутират 69,97 готовят по примеру 1.

Катализатор испытывают, как в примере 1, смешивая 42,60 г масляного альдегида и 4,00 г катализатора. Через 156 мин получают реакционную

массу состава, кс-к : масляный альдегид 84,33, бутанол 0,11, бутилбу- тират 12,98, твердьй катализатор 2,58. Удельная активность 12 моль/моль

П р и м е р 9 (сравнительный), Катализатор состава, мас.%: бутилат алюминия 24,08, хлорид алюминия 3,65, оксид цинка 0,20, бутилбути- рат 72,07, готовят по примеру 1.

Катализатор испытывают, как в примере 1, смешивая 40,10 г масляного альдегида и 4,80 г катализатора. Через 165 мин получают реакционную массу состава, мас.%: масляный альдегид 11,35, бутанол 0,11, бутилбути- рат 85,55, твердьй катализатор 2,99. Удельная активность 103 моль/моль.

Пример 10 (сравнительный). Катализатор состава, мас.%: бутилат алюминия 22,80, хлорид алюминия 3,46, оксид цинка 6,78, бутилбутират 66,96, готовят по примеру 1.

Суспензия катализатора неустойчива и поэтому нетехнологична и малопригодна в качестве катализатора конденсации.

Пример 11 (сравнительный). Катализатор состава, мас.%: бутилат алюминия 26,12, хлорид алюминия 2,30, оксид цинка 0,98, бутилбутират 70,60, готовят по примеру 1.

Суспензия катализатора загустевает о При попытке разогрева суспензии

Q

выше 40 С активность катализатора резко снижается

Пример 12 (известный). В 40 г бутилбутирата вводят 0,2 г хлора, после чего туда добавляют 10 г алю

5

0

миниевой крошки, 0,3 г хлорной рту;и, 0,3 г йода. Реакционную смесь доводят до кипения и по каплям добавляют абсолютный бутанол - всего 74 г. Продолжительность добавки 5-20 ч. После охлаждения реакционной массы до 40 С добавляют 8 г безводного хлорида цинка. Полученный катализатор имеет следующий состав, мас.%:

Бутилат алюминия 62,73 Хлорид алюминия 0,19 Хлорид цинка 6,18 Бутилбутират 30,90 Катализатор испытывают как в примере 1.

Удельная активность этого катализатора 175 моль превращенного в бутилбутират масляного альдегида на 1 моль бутилата алюминия, время процесса конденсации 21 ч.

Результаты испытания катализаторов представлены в таблице.

25 Формула изобретения

Катализатор для конденсации масляного альдегида в бутилбутират, включающий бутилат алюминия, хлорид алюминия, соединение цинка и бутилбутират, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной активности катализатора, в качестве соединения цинка он содержит оксид цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бутилат алюминия

Хлорид алюминия

Оксид цинка

Бутилбутират

5

О

22,65-24,29 1,94-4,67 0,63-6,11 Остальное

Изобретение касается каталитической химии, в частности катализатора для конденсации масляного альдегида в бутилбутират. Цель - повышение активности катализатора. Состав катализатора, мас.%:бутилат алюминия 22,65-24,29

ALCL 3 1,94-4,67

ZNO 0,63-6,11 и бутилбутират до 100. Этот катализатор в указанном процессе обеспечивает производительность по бутилбутирату до 350 моль/моль против 175 моль/моль при конверсии альдегида до 86,78% и времени процесса до 165 мин против 1260 мин. 1 табл.