Un proceso para producir una ciclododecanona, que comprende los pasos de:

- preparar un epoxiciclododecano que contiene un material de partida que comprende, como principal componente, un epoxiciclododecano, por contacto, sin usar un solvente, un epoxiciclododecadieno con hidrógeno en la presencia de un catalizador de reducción con hidrógeno, siendo dicho catalizador un catalizador sólido en donde un componente que contiene un elemento platino es soportado sobre un soporte inactivo, y que tiene un contenido total de compuestos de ciclododecano que contienen grupos hidroxilo contenido en dicho material de partida controlado a 5% molar o menos; y

- isomerizar dicho material de partida en la presencia de un catalizador que contiene al menos un miembro seleccionado de bromuro de litio y yoduro de litio, para producir una ciclododecanona

Proceso para la preparación de ciclododecanona.

Campo técnico

La presente invención se relaciona con un proceso para producir una ciclododecanona de alta pureza por isomerización de un epoxiciclododecano en la presencia de un catalizador que contenga bromuro de litio y/o yoduro de litio. La ciclododecanona es un compuesto útil, como material de inicio de laurolactama, ácido dodecanoico, dodecanodiol y similares.

Antecedentes de la técnica

El proceso para la producción de la ciclododecanona por isomerización de un epoxiciclododecano en la presencia de un catalizador de haluro de litio es conocido a partir de varios artículos.

Por ejemplo, la patente alemana DE3744094 divulga una técnica en donde una epoxiciclododecanona es isomerizada usando N-metilpirrolidona o N,N-dimetiletileneurea como solvente usando cloruro de litio como catalizador y mediante ello una ciclododecanona es obtenida con un rendimiento de 940.

También, la patente alemana DE3601380 divulga una técnica donde la 1,2-epoxiciclododeca-5,9-dieno es isomerizada en la presencia de yoduro de sodio en un solvente de polietilen glicol (NaI: 3% en peso, 195ºC, 9 horas) y mediante ello la ciclododeca-3,7-dien-1-ona es producida con un rendimiento de 98.7%.

En uno u otro de estos métodos, un solvente polar es usado y por lo tanto, un paso para recuperar o descomponer el solvente debe ser adicionado, pero esto causa un problema de incremento en el costo de producción. Adicionalmente, en estos métodos la rata de isomerización es disminuida debida al efecto de dilución o efecto de solvatación del solvente y esto causa un problema que, por ejemplo, el aparato de reacción es más grande. Así, estos métodos no son favorecidos con una eficiencia alta industrialmente.

La patente USSR SU407874 divulga una técnica de isomerización de un epoxiciclododecano sin usar solvente y usando LiBr anhidro como catalizador. En los ejemplos de esta patente, la reacción es llevada a cabo usando 4% en peso de LiBr a una temperatura de reacción de 120 a 130ºC por un tiempo de reacción de 18 horas y usando 3.3% en peso de LiBr a una temperatura de reacción de 200ºC por un tiempo de reacción de 3 horas y mediante ello, la ciclododecanona es obtenida con un rendimiento de 100% u 83.3% respectivamente. En el primer ejemplo, el tiempo de reacción es largo y en el último ejemplo, el rendimiento es bajo. Así los métodos no son prácticos.

En el método de la USSR, puede ser considerada la rata de reacción incrementado la concentración del catalizador o elevando la temperatura de reacción. Sin embargo, en el primer ejemplo, la solubilidad del catalizador que comprende LiBr está ya saturada a la temperatura de reacción y por lo tanto la concentración del catalizador no puede ser incrementada. En el último ejemplo, la temperatura de reacción es elevada de manera que aumenta la rata de reacción, pero en este caso, una reacción lateral ocurre y el rendimiento del compuesto objetivo disminuye grandemente.

Adicionalmente, Zh. org. Khim, 26(7), 1497 - 1500 (1990) descubre que cuando una reacción de isomerización de un epoxiciclododecano es llevada a cabo sin usar solvente y usando bromuro de litio como catalizador bajo las condiciones de 2.3 moles de LiBr, 150ºC y 10 horas, la ciclododecanona es obtenida con un rendimiento de 96.6%, y cuando la reacción es llevada a cabo usando yoduro de litio como catalizador bajo las condiciones de 1.5% molar de Lil, 150ºC y 5 horas, la ciclododecanona es obtenida en un rendimiento de 91.2%. Sin embargo, también en el método de la publicación, se tiene que un tiempo de reacción ligeramente largo es necesario para alcanzar una conversión cercana al 100% del epoxiciclododecano.

Como se describió anteriormente, los procesos de producción convencional de ciclododecanos a través de la isomerización de los epoxiciclododecanos tiene aquellos problemas y un proceso de producción de ciclododecanona, la cual puede ser practicada en una escala industrial con alta eficiencia y alta selectividad, no se ha descubierto aún.

La EP 1 125 909 AI divulga una reacción de isomerización para convertir el epoxiciclododecano en ciclododecano usando LiBr y/o LiI como catalizador.

Un problema encontrado en la práctica industrial del proceso para producir una ciclododecanona por isomerización del epoxiciclododecano es la difícil separación del ciclododecano como el compuesto objeto a partir de epoxiciclododecano usado como material de partida. Más específicamente, el punto de ebullición del epoxiciclododecano y del punto de ebullición del ciclododecano como un producto de reacción de isomerización del mismo son cercanos uno a otro y, por lo tanto cuando permanece el epoxiciclododecano sin reaccionar en el sistema de reacción, la separación y recuperación de este compuesto a partir del ciclododecano por destilación es muy difícil. Adicionalmente, estos dos compuestos son análogos uno con otro en las propiedades físicas (por ejemplo, cristalinidad y solubilidad) y por lo tanto, la separación y recuperación de los dos compuestos por cristalización o extracción es también difícil. De acuerdo con lo anterior, cuando el epoxiciclododecano permanece sin reaccionar en el sistema de reacción, un ciclododecano de alta pureza, puede ser difícilmente recuperado. Al mismo tiempo, a partir de las razones descritas anteriormente el epoxiciclododecano sin reaccionar puede ser recuperada difícilmente y reutilizada por una técnica empleada ordinariamente pero una técnica de recuperación especial es necesaria y esto causa inevitablemente un incremento en los costos de producción del compuesto objetivo. Por lo tanto, y para de manera estable producir una ciclododecanona de alta pureza en la industria, es necesario alcanzar constantemente y cercanamente a una conversión de 100% del epoxiciclododecano. Para realizar esto en la industria, la rata de reacción debe ser mantenida en un nivel alto.

Sin embargo, como se describió más arriba, las técnicas convencionales fallan en proveer un alto nivel suficiente para la práctica industrial. Adicionalmente, si la temperatura de reacción es elevada así como para mejorar la rata de reacción, una reacción lateral rápidamente toma lugar para producir un material de alto punto de ebullición similar y esto causa un problema de reducción en la selectividad a la ciclododecanona. Para resolver este problema, puede ser considerado elevar la concentración del catalizador pero esto no es práctico porque la solubilidad del catalizador es limitada y adicionalmente, el catalizador incrementa el costo.

La epoxiciclododecanona usada como material de partida en los procesos de la presente invención puede ser industrialmente producida sometiendo una ciclododecatriona obtenida a través de trimerización de butadieno en una combinación apropiada de reacción de oxidación y reacción de hidrogenación. Por ejemplo, un epoxiciclododecadieno obtenido epoxidizando un ciclododecatrieno es sometido a reducción con hidrógeno en la presencia de un catalizador tal como platino, paladio o níquel, por lo cual el epoxiciclododecano puede obtenerse.

En el epoxiciclododecano así obtenido, los compuestos de ciclododecano que contienen grupo hidroxilo tal como el ciclododecanol son contenidos como impurezas, pero el efecto de tales impurezas en la isomerización de epoxiciclododecano no ha sido hasta ahora estudiado. Esto es, una técnica capaz de producir eficientemente una ciclododecanona a partir de un material de partida que contiene tales impurezas, con alta selectividad en una escala industrial no es conocida actualmente. Aquí, el epoxiciclododecano y los compuestos de ciclododecano que contienen grupo hidroxilo tales como el ciclododecanol pueden ser separados por un método industrial general tal como la destilación.

La GB 1 230 288 divulga un proceso para la preparación del ácido dodecanoico 1,12 el cual incluye en una alternativa los pasos de hidrogenación de epoxiciclododecadieno a epoxiciclododecano con un catalizador Pt/C en etanol y la isomerización de epoxiciclododecano en ciclododecanona pasando el epoxiciclododecano por una atmósfera de nitrógeno a través de un lecho de sílica gel.

Divulgación de la invención

Un objeto de la presente invención es suministrar un proceso para producir una ciclododecanona a través de una reacción de isomerización de un epoxiciclododecano usando bromuro de litio y/o yoduro de litio como catalizador, en donde la reacción de isomerización puede ser llevada a cabo con alta eficiencia (una rata de reacción alta) y alta selectividad y una ciclododecanona...

1. Un proceso para producir una ciclododecanona, que comprende los pasos de:

2. El proceso de producción de una ciclododecanona como se reivindica en la reivindicación 1, en donde la reacción de isomerización es llevada a cabo en una atmósfera de gas inerte.

3. El proceso de producción de una ciclododecanona como se reivindica en la reivindicación 1 o 2, en donde el catalizador para la reacción de isomerización contiene yoduro de litio.

4. El proceso de producción de ciclododecanona como se reivindica en cada una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el epoxiciclododecano que contiene material preparado por la reacción catalítica con hidrógeno es destilado para controlar el contenido total del ciclododecano que contiene grupos hidroxilo compuestos de 5% molar o menos.