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Title:
METHOD FOR PRODUCING DIARYLCARBONATES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/018526
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a method for producing diarylcarbonates by direct carbonylation of aromatic hydroxy compounds, characterized in that the aromatic hydroxy compound is subjected to a subsequent assay.

Inventors:
Reisinger, Claus-peter (31220 Oak Creek Drive, Wixom, MI, 48393, US)
Hansen, Sven-michael (Friedensstrasse 22a, Leverkusen, 51373, DE)
Fischer, Peter (Mühlenbach 28, Köln, 50676, DE)
Application Number:
PCT/EP2002/008998
Publication Date:
March 06, 2003
Filing Date:
August 12, 2002
Export Citation:
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Assignee:
BAYER MATERIALSCIENCE AG (Leverkusen, 51368, DE)
Reisinger, Claus-peter (31220 Oak Creek Drive, Wixom, MI, 48393, US)
Hansen, Sven-michael (Friedensstrasse 22a, Leverkusen, 51373, DE)
Fischer, Peter (Mühlenbach 28, Köln, 50676, DE)
International Classes:
C07B61/00; C07C68/00; C07C69/96; C08G64/36; (IPC1-7): C07C68/00; C08G64/30
Attorney, Agent or Firm:
BAYER MATERIALSCIENCE AG (Law and Patents, Patents and Licensing, Leverkusen, 51368, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Ein Verfahren zur Herstellung eines aromatischen Carbonats der Formel (H0) kiR [0CO0R] n (0H) ki wobei k für ganze Zahlen von 1 bis 2 und n für ganze Zahlen von 1 bis 30 und R für einen aromatischen Rest stehen, indem eine aromatischen Hydroxyverbindung der Formel R (0H) k, Kohlen monoxid und Sauerstoff, sowie optional ein Lösungsmittel und verschiedenen Katalysatorkomponenten zur Reaktion gebracht werden, dadurch gekenn zeichnet, dass R (0H) k mindestens einmal während der Reaktionszeit in die Reaktionsmischung nachdosiert wird.
2. Verfahren, nach Anspruch 1, bei dem die in der ersten halben Stunde der Re aktionszeit dosierte Menge R (0H) k etwa 10 bis 80 % der zudosierten Ge samtmenge beträgt.
3. Verfahren, nach Anspruch 1, bei dem die Dosierung von R (0H) k zu einem Zeitpunkt, der vor etwa 90 % der gesamten Reaktionszeit, bzw. mittleren Ver weilszeit liegt, beendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem es sich bei (H0) kiR [0CO0R] n (0H) ki um Diphenylcarbonat und bei R (0H) k um Phenol handelt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem es sich um die Herstellung eines Oligo oder Polycarbonats aus Bisphenol A handelt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Nachdosierung portionsweise in ein bis zehn Portionen erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Nachdosierung kontinuierlich er folgt.
8. Ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Diarylcarbonaten, bei dem ein Hydroxyaryl, Kohlenmonoxid und Sauerstoff, sowie optional ein Lö sungsmittel und verschiedene Katalysatorkomponenten zur Reaktion gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Kaskade von m Reaktionsap paraten R (0H) k während der Reaktion in mindestens einen der 2. bis m. ten Reaktoren zudosiert wird.
Description:
Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonaten Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbo- naten (DAC) dadurch gekennzeichnet, dass der als Edukt verwendete Hydroxyaromat zu bestimmten Zeitpunkten, abhängig von der Reaktionsführung, nachdosiert wird.

Die Herstellung von DAC durch oxidative Direktcarbonylierung von aromatischen Hydroxyverbindungen in Gegenwart von CO, 02 und eines Edelmetall-Katalysators ist bekannt (siehe z. B. DE-OS 27 38 437, US-A 4, 349, 485, US-A 5, 231,210, EP- A 667 336, EP-A 858 991, US-A 5,760, 272). Als Edelmetall wird bevorzugt Palla- dium eingesetzt. Zusätzlich können ein Cokatalysator (z. B. Mangan-oder Kobalt- salze), eine Base, Bromidquellen, quaternäre Salze, verschiedene Chinone bzw.

Hydrochinone und Trockenmittel eingesetzt werden. Dabei kann in einem Lösungs- mittel gearbeitet werden.

Die bekannten Verfahren liefern jedoch keine für eine technische Umsetzung zufrie- denstellenden Ausbeuten und erzeugen größere Mengen Nebenprodukte. Es ist daher wünschenswert ein Verfahren bereitzustellen, welches in bezug auf Ausbeute und Produktqualität optimiert ist.

Da es sich um Verfahren handelt, die ein Produkt in großtechnischem Maßstab be- reitstellen sollen, bedeuten bereits kleine Optimierungen eine große Verbesserung.

Es wurde nun ein Verfahren gefunden, welches eine überraschende Steigerung der Selektivität der Reaktion, d. h. die Abnahme von Nebenprodukten bei gleichzeitig ansteigender Produktausbeute ermöglicht.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung eines aromati- schen Carbonats der Formel (H-0) k-1R[-O-CO-O-R]n-(O-H)k-1

wobei k für ganze Zahlen von 1 bis 2, bevorzugt 1, und n für ganze Zahlen von 1 bis 30, bevorzugt 1 bis 10, besonders bevorzugt 1 und R für einen aromatischen Rest stehen, bei dem eine aromatischen Hydroxyverbindung der Formel R- (0-H) k (II), worin R und k wie oben definiert sind, CO und 02, sowie optional ein Lösungsmittel und verschiedene Katalysatorkompo- nenten zur Reaktion gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass R- (0-H) k min- destens einmal während der Reaktionszeit in die Reaktionsmischung nachdosiert wird.

Bei den erfindungsgemäß umsetzbaren aromatischen Hydroxyverbindungen R- (O- H) k handelt es sich beispielsweise um Monohydroxyverbindungen (k=l, n=l) wie Phenol, o-, m-oder p-Kresol, o-, m-oder p-Chlorphenol, o-, m-oder p-Ethylphenol, o-, m-oder p-Propylphenol, o-, m-oder p-Methoxyphenol, 2,6-Dimethylphenol, 2,4- Dimethylphenol, 3,4-Dimethylphenol, 1-Naphthol, 2-Naphthol oder Dihydroxyver- bindungen (k=2, 1 < n < 30, bevorzugt 1 < n < 10, besonders bevorzugt 1 < n < 5) wie Resorcin und Hydrochinon oder Bisphenole wie 2, 2-Bis- (4-hydroxyphenyl)-pro- pan (Bisphenol A), 2, 2- Bis- (3, 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 1, 1-Bis- (4-hy- droxyphenyl)-cyclohexan, l, l-Bis- (4-hydroxyphenyl)-3, 3,5-trimethylcyclohexan oder 6, 6'-Dihydroxy-3, 3,3', 3'-tetramethyl-1, 1'-spiro (bis) -indan, 2,4'-Hydroxybiphe- nyl oder 4,4'-Hydroxybiphenyl. R-(O-H) k kann verschiedene Substituenten am aro- matischen Kern R besitzen. Allgemein handelt es sich im Falle einer Substitution der aromatischen Hydroxyverbindung um 1 bis 3 Substituenten in der Bedeutung von Ci-Cis-Alkyl, C6-Ci8-Aryl, C7-C18-Aralkyl, Cl-Cls-Alkoxy, Fluor, Chlor oder Brom, wobei die Substituenten, im Falle der Kohlenwasserstoffe, ihrerseits wieder ein-oder mehrfach mit den genannten Gruppen substituiert sein können.

Es können Gemische verschiedener R- (O-H) k verwendet werden, bevorzugt ist je- doch die Verwendung einer einzigen Verbindung R- (0-H) k. Bevorzugt wird Bisphe- nol A eingesetzt. Bevorzugt werden weiterhin die oben genannten Monohydroxyver- bindungen eingesetzt, besonders bevorzugt Phenol, o-, m-, und p-Kresol, ganz be- sonders bevorzugt Phenol.

Das Reaktionssystem der oxidativen Direktcarbonylierung enthält typischerweise mehrere der folgenden Katalysatorkomponenten : a) ein Metallsalz der Gruppe VIIIB, b) mindestens ein zweites Metallsalz, c) eine Bromidquelle d) eine Base e) organische Cokatalysatoren Die für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Platinmetall-Katalysatoren a) bestehen aus mindestens einem Edelmetall der Gruppe VIII, vorzugsweise Palla- dium. Es kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in verschiedener Form zuge- geben werden. Palladium kann in metallischer Form z. B. als Palladiumschwarz oder auf einem Träger wie Pd/C, Pd/A1203, Pd/SiO2 oder bevorzugt in Form von Palla- dium-Verbindungen der Oxidationsstufen 0 und +2, wie beispielsweise Palladi- um (II)-acetylacetonat,-halogenide,-carboxylate von C2-Clg-Carbonsäuren, - dicarboxylate wie Oxalat,-nitrat,-sulfat,-oxide oder Palladiumkomplexe, die bei- spielsweise Kohlenmonoxid, Olefine, Amine, Nitrile, Phosphorverbindungen und Halogenide enthalten können, eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind Palladi- umbromid und Palladiumacetylacetonat.

Die Menge an Platinmetall-Katalysator ist im erfindungsgemäßen Verfahren nicht beschränkt. Bevorzugt wird so viel Katalysator zugesetzt, dass die Konzentration des Metalls im Reaktionsansatz 1 bis 3000 ppm beträgt, besonders bevorzugt sind Kon- zentrationen von 5 bis 500 ppm.

Als zweites als Cokatalysator wirkendes Metallsalz b) für das erfindungsgemäße Verfahren wird ein Metall der Gruppen m A, III B, IV A, IV B, V B, I B, II B, VI B, VII B, der Seltenerdmetalle (Atomnummern 58-71) oder der Eisengruppe des Perio- densystems der Elemente (Mendelejew), ggfs. auch Mischungen davon, verwendet, wobei das Metall in verschiedenen Oxidationsstufen eingesetzt werden kann. (s. z. B.

US-A 5,142, 086, US-A 5,231, 210, US-A 5, 284, 964, EP-A 350 697, EP-A 350 700, US-A 5,336, 803) Bevorzugt werden Pb, Ti, Mn, Cu, Co, V, Zn, Ce und Mo einge- setzt. Ohne das erfindungsgemäße Verfahren einzuschränken, seien Blei (II), Man- gan (II), Mangan (III), Kupfer (I), Kupfer (II), Kobalt (II), Kobalt (III), Vanadium (E) und Vanadium (IV) genannt. Die Metalle können beispielsweise als Halogenide, Oxide, Carboxylate von C2-Cl8-Carbonsäuren, Diketonate oder Nitrate sowie als Komplexverbindungen eingesetzt werden, die beispielsweise Kohlenmonoxid, Ole- fine, aromatische und aliphatische Mono-oder Polyamine, Phosphorverbindungen, Pyridine, Bipyridine, Terpyridine, Chinoline, Isochinoline, Kryptanden, Schiffbasen und Halogenide enthalten können. Besonders bevorzugt werden Mn, Cu, Mo, Pb und Ce eingesetzt. Ganz besonders bevorzugt werden Manganverbindungen im erfin- dungsgemäßen Verfahren verwendet, besonders bevorzugt Mangan (II)- und Man- gan (III) komplexe, ganz besonders bevorzugt Mangan (II) acetylacetonat bzw. Man- gan (III)-acetylacetonat, sowie Mangan (ll) bromid.

Der Cokatalysator, der auch in-situ gebildet werden kann, wird in einer solchen Menge zugesetzt, dass seine Konzentration im Bereich von 0,0001 bis 20 Gew.-% des Reaktionsgemisches liegt, bevorzugt ist der Konzentrationsbereich von 0,001 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,005 bis 2 Gew.-%.

Bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzten Bromidverbindungen c) handelt es sich beispielsweise um die Alkalibromide oder Erdalkalibromide, bevor- zugt aber um die Bromidsalze von organischen Kationen. Bei den organischen Kati- onen kann es sich beispielsweise um mit organischen Resten substituierte Ammo- nium-, Guanidinium-, Phosphonium-oder Sulfoniumsalze, ggfs. auch Mischungen davon, handeln. Geeignet für den Einsatz in das erfindungsgemäße Verfahren sind

Ammonium-, Guanidinium-, Phosphonium-und Sulfoniumsalze, die als organische Reste C6-bis Cls-Aryl-, C7-bis Cl8-Aralkyl-und/oder Cl-bis C20-Alkyl-Reste ent- halten. Bevorzugt werden in das erfindungsgemäße Verfahren Ammoniumsalze ein- gesetzt, die als organische Reste C6-bis Cls-Aryl-, C7-bis Cls-Aralkyl-undloder C1- bis C20-Alkyl-Reste tragen, besonders bevorzugt sind Tetrabutylammoniumbromid, Tetraphenylphosphoniumbromid und Tetrabutylphosphoniumbromid. Die Menge eines solchen quaternären Salzes kann beispielsweise 0,1 bis 20 Gew. -%, bezogen auf das Gewicht des Reaktionsgemisches, betragen. Vorzugsweise beträgt diese Menge 0,5-15 Gew. -%, besonders bevorzugt 1-5 Gew.-%.

Für das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbare Basen sind Alkalihydroxide, Alka- lisalze bzw. quaternäre Salze von schwachen Säuren wie Alkali-tert. -butylate oder Alkalisalze bzw. quaternäre Salze von aromatischen Hydroxyverbindungen der Formel (II), in der R die oben angegebene Bedeutung hat. Ganz besonders bevorzugt wird ein Alkalisalz bzw. quaternäres Salz der aromatischen Hydroxyverbindung der Formel (II) verwendet, die auch zum organischen Carbonat umgesetzt werden soll, beispielsweise Tetrabutylammonium-oder Kaliumphenolat.

Die Alkalisalze können Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium-oder Cäsiumsalze sein. Bevorzugt werden Lithium-, Natrium-, und Kaliumsalze, besonders bevorzugt Kaliumsalze eingesetzt, ganz besonders bevorzugt Kaliumphenolat.

Die quaternären Salze können Ammonium-, Phosphonium-, Pyridinium-, Sulfonium oder Guanidiniumsalze sein, die als organische Reste C6-bis Cls-Aryl-, C7-bis Ci8- Aralkyl-und/oder Ci-bis C20-Alkyl-Reste besitzen. Die Reste können alle gleich oder verschieden sein, ggfs. können auch Mischungen mehrerer Quartärsalze einge- setzt werden. Bevorzugt wird dabei ggfs. das selbe Kation eingesetzt, das auch als Bromid für Komponente c) verwendet wird. Weiterhin bevorzugt werden Tetraphe- nylphosphonium, Tetrabutylammonium-, Tetrabutylphosphonium, besonders bevor- zugt wird Tetrabutylammonium.

Alternativ können auch Trialkylaminbasen wie Tributylamin, Diisopropylethylamin, DBU, DBN verwendet werden.

Die Base d) wird in einer von der Stöchiometrie unabhängigen Menge zugesetzt. Das Verhältnis von Platinmetall, z. B. Palladium, zu Base wird vorzugsweise so gewählt, dass pro mol Platinmetall, z. B. Palladium, 0,1 bis 5000, bevorzugt 1 bis 1000, be- sonders bevorzugt 10 bis 300 Äquivalente Base eingesetzt werden.

Als organische Cokatalysatoren e) können z. B. erschiedene Terpyridine, Phe- nanthroline, Chinoline und Isochinoline, Semichinone, Hydrochinone und Chinone verwendet werden oder es werden die in EP1024132-A1 genannten organischen Co- katalysatoren eingesetzt.

Konkrete Beispiele sind 2, 2' : 6', 2"-Terpyridin, 4'-Methylthio-2, 2' : 6'2'-Terpyridin, 2, 2' : 6', 2"-Terpyridin-N-oxid, 1, 10-Phenanthrolin, 2,4, 7, 8-Tetramethyl-1, 10-Phe- nanthrolin, 4, 7-Diphenyl-1, 10-Phenanthrolin, Catechol, 1,2-Chinon, Hydrochinon, p- Benzochinon Anthrachinon, 9, 10-Dihydroxyanthracen und Phenanthrenchinon.

Der Hydroxyaromat R- (O-H) k wird erfindungsgemäß portionsweise ein-oder mehr- mals nachdosiert. Bevorzugt wird dabei mit einer innerhalb der ersten Stunde Reak- tionszeit eingestellten Startkonzentration von etwa 10 bis 80 Gew. -% der Gesamt- menge begonnen und die Restmenge in einem oder mehreren Intervallen zugegeben.

Besonders bevorzugt beträgt die Startkonzentration etwa 30 bis 70 Gew. -%. Bevor- zugt wird die Zugabe in einer bis etwa zehn Portionen. Die Zeitintervalle werden bevorzugt etwa äquidistant gewählt. Bevorzugt wird eine Zugabe der letzten Portion, zu einem Zeitpunkt, der vor etwa 90 %, besonders bevorzugt vor etwa 80 % der ge- samten Reaktionszeit, bzw. mittleren Verweilzeit liegt.

Die nachdosierte Menge R- (0-H) k kann auch kontinuierlich eingeleitet werden, bei- spielsweise durch langsames Zupumpen einer Lösung. Bevorzugt wird dabei mit einer innerhalb der ersten Stunde Reaktionszeit eingestellten Startkonzentration von

etwa 10 bis 80 Gew. -%, besonders bevorzugt 30 bis 70 Gew. -% der Gesamtmenge begonnen und die Restmenge anschließend kontinuierlich zudosiert. Dabei können verschiedene Zeit-Konzentrationsdosierprofile eingestellt werden, z. B. kann am An- fang eine größere Menge pro Zeiteinheit zudosiert werden als zum Ende der Reak- tionszeit hin oder umgekehrt. Bevorzugt wird eine zeitlineare Zugabe der R- (O-H) k- Menge, bei der die zugegebene Menge pro Zeitintervall in etwa konstant bleibt. Die Zugabe kann zu beliebigen Zeitpunkten während der Reaktionsdauer, bzw. der mitt- leren Verweilzeit begonnen und abgebrochen werden.

Bevorzugt wird eine Beendigung der Dosierung zu einem Zeitpunkt, der vor etwa 90 %) besonders bevorzugt vor etwa 80 % der gesamten Reaktionszeit, bzw. mittle- ren Verweilzeit liegt.

Die Zudosierung von R- (0-H) k kann als Feststoff oder als Flüssigkeit bzw. Lösung erfolgen. Ggfs. kann R-(O-H) k über beheizte Zuleitungen zudosiert werden. Bevor- zugt wird jedoch die Zugabe als Lösung in einem inerten Lösemittel.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei sowohl in kontinuierlicher wie auch diskontinuierlicher Weise geführt werden.

Bei einer diskontinuierlichen Durchführung wird R- (0-H) k zu einem Zeitpunkt nach Beginn der Reaktion im Reaktor zudosiert.

Bei einer kontinuierlichen Durchführung kann R- (0-H) k beispielsweise in einer Kas- kade von m Reaktionsapparaten während der Reaktion in mindestens einen der 2. bis m. ten Reaktoren zudosiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Carbonatbildung wird bei einer Reaktionstem- peratur von 30 bis 200°C, bevorzugt 50 bis 150°C, besonders bevorzugt 60 bis 130°C, und bei einem Reaktionsdruck von 1 bis 200 bar, bevorzugt 1 bis 50 bar, be- sonders bevorzugt 1 bis 10 bar durchgeführt

Als inertes organisches Lösungsmittel können Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe und aromatische Lösemittel wie Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Fluorbenzol, Benzol, Toluol, Anisol, Cyclohexan, Petrolether, Methylenchlorid oder 1,2-Dichlorethan, dipolar aprotische Lösungsmittel wie Dimethylacetamid, Aceto- nitril, N-Methylpyrrolidinon, Ether wie Dioxan, Tetrahydrofuran, t-Butylmethylether und veretherte Glykole, ggfs. auch Mischungen verschiedener Lösungsmittel ver- wendet werden. Besonders bevorzugt wird Chlorbenzol eingesetzt. Das inerte Löse- mittel kann mit einem Anteil von 1 bis 99 %, bevorzugt 20 bis 98 %, besonders be- vorzugt 40 bis 98 %, in der Reaktionsmischung enthalten sein.

Die Zusammensetzung der Reaktionsgase Kohlenmonoxid und Sauerstoff kann in weiten Konzentrationsgrenzen variiert werden, es wird jedoch zweckmäßigerweise ein CO : 02-Molverhältnis (normiert auf CO) von 1 : 0,001 bis 1 : 1, bevorzugt 1 : 0,01 bis 1 : 0,5 und besonders bevorzugt von 1 : 0,02 bis 1 : 0,3 eingestellt. Der Sauerstoff- partialdruck ist bei diesen Molverhältnissen groß genug, um hohe Raum-Zeit-Aus- beuten erreichen zu können.

Alle Ausgangsverbindungen können mit Verunreinigungen aus ihrer Herstellung und Lagerung kontaminiert sein, jedoch ist es im Sinne der Reinheit des Endproduktes wünschenswert, mit möglichst sauberen Chemikalien zu arbeiten. Auch die Reakti- onsgase unterliegen keinen besonderen Reinheitsanforderungen. So kann Synthese- gas als CO-Quelle und Luft als 02-Träger dienen, es ist jedoch darauf zu achten, dass keine Katalysatorgifte wie z. B. Schwefel oder dessen Verbindungen eingetragen werden. Die Gase können mit einem oder mehreren anderen Gasen wie Stickstoff, Argon, Kohlendioxid oder Wasserstoff verdünnt sein. In einer bevorzugten Ausfüh- rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden reines CO und reiner Sauer- stoff verwendet.

In einer weiteren Ausführungsform werden statt des homogenen Katalysatorsystems heterogene Katalysatoren, bei denen das Platinmetall oder das Platinmetall und/oder

der Cokatalysator auf einem heterogenen Träger aufgebracht sind, als Pulver oder Formkörper eingesetzt. Die übrigen Komponenten des Katalysatorsystems, wie die Base, die quaternäre Verbindung und gegebenenfalls der Cokatalysator, sind weiter- hin in der Reaktionslösung homogen gelöst. Der Anteil des Platinmetalls am Ge- samtgewicht des heterogenen Katalysators beträgt 0,01 bis 15 Gew. -%, bevorzugt 0,05 bis 10 Gew. -%, gerechnet als Platinmetall.

Als Cokatalysatoren auf dem Katalysatorträger wird mindestens eine Metallverbin- dung der oben genannten Art eingesetzt.

Der Mengenanteil des Cokatalysators am Gesamtgewicht des heterogenen Katalysa- tors beträgt 0,01 bis 15 Gew. -%, bevorzugt 0,05 bis 10 Gew. -% gerechnet als Metall.

Als Katalysatorträger eignen sich ein oder mehrere Metalloxide aus der Gruppe von V, Mn, Ti, Cu, Zr, La, der Seltenerdmetalle (Atomnummern 58-71), sowohl im Sinne chemisch einheitlicher Reinsubstanzen als auch im Gemisch sowie Eisen-und Ko- baltoxide, Nickel-, Aluminium-, Silizium-und Magnesiumoxid, Zeolithe und Aktiv- kohlen. Wird der Trägerkatalysator als Pulver eingesetzt, sind zur Vermischung der Reaktionskomponenten die zu verwendenden Rührbehälter mit dafür brauchbaren Rührern ausgestattet, bzw. als Blasensäulenreaktor gestaltet.

Beim Arbeiten mit Trägerkatalysator-Pulvern als Suspension in Rührgefäßen oder Blasensäulen werden Mengen von 0,001 bis 50 Gew. -%, bevorzugt von 0,01 bis 20 Gew. -%, besonders bevorzugt von 0,1 bis 10 Gew. -% Trägerkatalysator-Pulver bezogen auf die eingesetzte Menge an aromatischer Hydroxyverbindung, verwendet.

In bevorzugten Ausführungsformen wird der heterogene Trägerkatalysator ortsfest in Rührbehältern, einer Blasensäule, einem Rieselphasenreaktor oder Kaskaden dieser Reaktoren eingesetzt. Eine Abtrennung des Trägerkatalysators entfällt dann völlig.

Als Reaktoren für das erfindungsgemäße Verfahren mit homogenem oder heteroge- nem Katalysator sind Rührkessel, Autoklaven und Blasensäulen geeignet, wobei diese als Einzelreaktoren oder als Kaskade eingesetzt werden können. In einer Kas- kade können 2 bis 15, bevorzugt 2 bis 10, besonders bevorzugt 2 bis 5 Reaktoren hintereinandergeschaltet sein.

Zur Vermischung der Reaktionskomponenten sind die erfindungsgemäß zu verwen- den Rührbehälter mit dafür geeigneten Rührer ausgestattet. Solche Rührer sind dem Fachmann bekannt. Es seien beispielhaft genannt : Scheiben-, Impeller-, Propeller-, Schaufel-, MIG-und Intermig-Rührer, Rohrrührer und verschiedene Hohlrührerty- pen. Bevorzugte Rührer sind solche, die eine effektive Vermischung von Gasen und Flüssigkeiten erlauben, beispielsweise Hohlrohrbegasungsrührer, Propellerrührer etc.

Als Blasensäulen können im erfindungsgemäßen Verfahren folgende Typen einge- setzt werden : einfache Blasensäulen, Blasensäulen mit Einbauten, wie z. B. : Blasen- säulen mit parallelen Kammern, Kaskaden-Blasensäulen mit Siebböden oder Ein- lochböden, Blasensäulen mit Packungen, mit statischen Mischern, pulsierende Sieb- bodenblasensäulen, Schlaufenreaktoren wie z. B. : Mammutschlaufenreaktoren, Ab- stromschlaufenreaktoren, Strahlschlaufenreaktor, Freistrahlreaktoren, Strahldüsenre- aktoren, Blasensäulen mit Flüssigkeitstauchstrahler, Abstrom-Aufstrom-Blasensäu- len und weitere dem Fachmann bekannte Blasensäulenreaktoren (Chem. Ing. Tech.

51 (1979) Nr. 3, S. 208-216 ; W. -D. Deckwer, Reaktionstechnik in Blasensäulen, Otto Salle Verlag 1985).

In einer bevorzugten Ausführungsform kommen Blasensäulenreaktoren und Blasen- säulen-Kaskaden zum Einsatz, die eine effektive Vermischung von Gas und Flüssig- keiten erlauben, wie beispielsweise Kaskaden-Blasensäulen und Schlaufenreaktoren.

Zur Aufrechterhaltung einer guten Durchmischung von Flüssigkeit und Reaktionsgas können Verteilungs-und Redispergierorgane entlang der Längsachse der Blasensäu- lenreaktoren angebracht sein. Als feste Redispergierorgane kommen Einlochböden, Lochplatten, Siebböden, sowie weitere dem Fachmann bekannte Einbauten zum Ein-

satz. Für die Erstdispergierung des Reaktionsgases in der flüssigen Phase bei der Ein- dosierung sind übliche Vorrichtungen wie poröse Sinterplatten, Lochplatten, Sieb- böden, Einsteckrohre, Düsen, Begasungsringe und weitere dem Fachmann bekannte Dispergiervorrichtungen einsetzbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in verschiedenen Ausführungsvarianten aus- geübt werden. Eine Möglichkeit besteht in der diskontinuierlichen Durchführung. Dabei werden CO und Sauerstoff entweder durch einen Begasungsrührer wie im Falle eines Rührkessels oder durch andere bekannte Gasverteilungsorgane in die Re- aktionsmischung geleitet. Nach Erreichen des optimalen Umsatzes wird das Reakti- onsgemisch aus dem Reaktor entfernt oder gegebenenfalls im Reaktor aufgearbeitet. Im Falle der Verwendung pulverförmigen Trägerkatalysatoren können diese aus der Reaktionsmischung z. B. durch Filtration, Sedimentation oder Zentrifugieren abge- trennt werden.

Bevorzugt, besonders bevorzugt oder ganz besonders bevorzugt sind Ausführungs- formen, welche von den unter bevorzugt, besonders bevorzugt oder ganz besonders bevorzugt genannten Parametern, Verbindungen, Definitionen und Erläuterungen Gebrauch machen.

Die oben aufgeführten allgemeinen oder in Vorzugsbereichen aufgeführten Definiti- onen, Parameter, Verbindungen und Erläuterungen können jedoch auch untereinan- der, also zwischen den jeweiligen Bereichen und Vorzugsbereichen beliebig kombi- niert werden.

In diskontinuierlichen Versuchen verwendete Trägerkatalysatoren können bei glei- chen Einsatzstoffen ggfs. ohne Reinigung wiederholt eingesetzt werden. Bei konti- nuierlicher Arbeitsweise können die eingesetzten Trägerkatalysatoren über lange Zeit im Reaktor verbleiben und gegebenenfalls regeneriert werden.

In bevorzugter Weise kommt eine kontinuierliche Arbeitsweise im Einzelreaktor oder in einer Kaskade mehrerer Reaktoren zum Einsatz. Bei Verwendung ortsfester heterogener Katalysatoren können diese über lange Zeit im Reaktor verbleiben und dort auch ggfs. regeneriert werden.

Beispiele Die Reaktionskomponenten werden durch Gaschromatographie untersucht, wobei die Massen der Komponenten mittels eines internen Standards bestimmt werden können.

Die Selektivität wird berechnet, indem die Menge des in der Reaktionsmischung ent- haltenen Restphenols und des zu DPC umgesetzten Phenols zusammenaddiert und durch die eingesetzte Gesamtphenolmenge dividiert werden. Das dabei nicht erfasste Phenol wurde zu Nebenprodukten umgesetzt.

Beispiel 1 In einen Autoklaven werden 0,03 mmol Palladium (II) bromid, 7,5 mmol Tetrabutyl- ammoniumbromid, 0,7 mmol Mangantrisacetylacetonat und 16 g Phenol in 50 ml Chlorbenzol vorgelegt und unter Durchleiten von Kohlenmonoxid auf 80°C erwärmt.

Anschließend werden 7,5 mmol Tetrabutylammoniumphenolat in 30 ml Chlorbenzol zugegeben. Bei 90°C/3 bar wird eine Gasmischung aus Kohlenmonoxid und Sauer- stoff (97 : 3 Vol. %), durchgeleitet. Nach 15 min. werden innerhalb von 90 min zu- sätzliche 8,2 g Phenol in 12,3 g Chlorbenzol, kontinuierlich und gleichmäßig zuge- pumpt. Nach 2 h wird die Reaktion abgebrochen und das Reaktionsgemisch mittels GC untersucht. Die Ergebnisse sind in Tab. 1 zusammengefasst.

Verqleichsbeispiel 1 In einen Autoklaven werden 0,03 mmol Palladium (II) bromid, 7,5 mmol Tetrabutyl- ammoniumbromid, 0,7 mmol Mangantrisacetylacetonat und 24,2 g Phenol in 50 ml Chlorbenzol vorgelegt und unter Durchleiten von Kohlenmonoxid auf 80°C erwärmt.

Anschließend werden 7,5 mmol Tetrabutylammoniumphenolat in 30 ml Chlorbenzol zugegeben. Bei 90°C/3 bar wird eine Gasmischung aus Kohlenmonoxid und Sauer- stoff (97 : 3 Vol. %), durchgeleitet. Nach 2 h wird die Reaktion abgebrochen und das

Reaktionsgemisch mittels GC untersucht. Die Ergebnisse sind in Tab. 1 zusammen- gefasst.

Tabelle 1 : Bsp. 1 Vgl. 1 Umsatz Phenol [%] 36, 9 35, 9 Selektivität [%] 87, 1 % 83,8 % Raum-Zeit-Ausbeute [g/l/h] 35,1 33,5 Turn-Over-Number Pd 1216 1022