Un procedimiento para producir un compuesto oxigenado a partir de un compuesto de cicloalcano,

que comprende poner en contacto un compuesto de cicloalcano con oxígeno en presencia de un compuesto de cobalto y un compuesto de rutenio en el que el compuesto de cicloalcano es ciclohexano, el compuesto oxigenado es al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en ciclohexanona, ciclohexanol e hidroperóxido de ciclohexilo, el compuesto de cobalto se selecciona del grupo que consiste en acetato de cobalto, octilato de cobalto, naftenato de cobalto, acetilacetonato de cobalto, cloruro de cobalto, y bromuro de cobalto, y el compuesto de rutenio se selecciona del grupo que consiste en acetilacetonato de rutenio, dodecacarboniltrirrutenio, óxido de rutenio, dióxido de rutenio, y cloruro de rutenio.

Procedimiento para oxidar ciclohexano

5 Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para oxidar ciclohexano.

Antecedentes de la invención En la publicación de patente japonesa abierta a consulta por el público Nº 9-87215 (1997) se ha descrito un procedimiento para oxidar cicloalcanos permitiendo que los cicloalcanos reaccionen con gas que contiene oxígeno en presencia de un compuesto de imida y un compuesto de rutenio, y en el documento WO9940055 se ha descrito un procedimiento de permitir que el ciclohexano reaccione bajo una atmósfera de oxígeno en presencia del catalizador que comprende el compuesto metálico soportado sobre un portador de compuesto inorgánico.

El procedimiento tal como se da a conocer en la publicación de patente japonesa abierta a consulta por el público Nº 9-87215 (1997) usa un catalizador de imida caro y por lo tanto no es satisfactorio en cuanto al coste. El procedimiento tal como se da a conocer en el documento WO9940055 implica la etapa de preparar el catalizador sólido y por lo tanto no es eficaz.

El documento US 3.351.657 da a conocer un procedimiento para la producción de compuestos orgánicos que contienen oxígeno a partir de cicloparafinas en presencia de una sal de cobalto en el que se emplean aldehídos como co-oxidantes.

El documento US 4.508.923 da a conocer un procedimiento para oxidar un hidrocarburo para producir una mezcla de reacción que contiene el hidroperóxido orgánico correspondiente del hidrocarburo y descomponer el hidroperóxido para proporcionar una mezcla que contiene productos de reacción de la reacción de descomposición, incluyendo productos de cetona y/o alcohol, en el que la oxidación y/o descomposición se efectúa en presencia de un sistema de catalizador compuesto por rutenio y cromo.

El documento EP 0063931 da a conocer la oxidación catalítica de cicloparafinas líquidas en presencia de un compuesto de cobalto específico y un compuesto de cromo específico.

35 Sumario de la invención

De acuerdo con la presente invención, puede producirse ciclohexano oxigenado de forma económica y eficaz.

La presente invención proporciona un procedimiento para producir un compuesto oxigenado a partir de un compuesto de cicloalcano, que comprende poner en contacto un compuesto de cicloalcano con oxígeno en presencia de un compuesto de cobalto y un compuesto de rutenio en el que el compuesto de cicloalcano es ciclohexano, el compuesto oxigenado es al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en ciclohexanona, ciclohexanol e hidroperóxido de ciclohexilo, el compuesto de cobalto se selecciona del grupo que consiste en acetato de cobalto, octilato de cobalto, naftenato de cobalto, acetilacetonato de cobalto, cloruro de 45 cobalto y bromuro de cobalto, y el compuesto de rutenio se selecciona del grupo que consiste en acetilacetonato de rutenio, dodecacarbonil-trirrutenio, óxido de rutenio, dióxido de rutenio y cloruro de rutenio.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se describe en detalle tal como sigue. El compuesto de cicloalcano de acuerdo con la presente invención es ciclohexano.

El compuesto de cobalto de acuerdo con la invención se selecciona del grupo que consiste en acetato de cobalto, octilato de cobalto, naftenato de cobalto, acetilacetonato de cobalto, cloruro de cobalto y bromuro de cobalto. El 55 compuesto de rutenio de acuerdo con la invención se selecciona del grupo que consiste en acetilacetonato de rutenio, dodecacarbonil-trirrutenio, óxido de rutenio, dióxido de rutenio y cloruro de rutenio. Pueden usarse dos o más de los compuestos de cobalto o los compuestos de rutenio en combinación, si es necesario.

Cada uno del compuesto de cobalto y el compuesto de rutenio se usa habitualmente en una cantidad del 0, 1 % en moles o menos, preferiblemente el 0, 05 % en moles o menos, más preferiblemente el 0, 01 % en moles o menos, por mol del compuesto de cicloalcano. El límite inferior de la cantidad del compuesto de cobalto o el compuesto de rutenio es generalmente el 0, 000001 % en moles o más, preferiblemente el 0, 00001 % en moles o más por mol del compuesto de cicloalcano.

65 La cantidad total del compuesto de cobalto y el compuesto de rutenio es preferiblemente desde el 0, 000001 hasta el 0, 1 % en moles, más preferiblemente desde el 0, 00001 hasta el 0, 01 % en moles por mol del compuesto de cicloalcanos de sustrato.

La razón molar de Co/Ru es generalmente de 1/99 a 99/1, preferiblemente de 50/50 a 99/1, más preferiblemente de 80/20 a 99/1.

La reacción puede llevarse a cabo en presencia de un disolvente. Los ejemplos del disolvente incluyen nitrilos tales como benzonitrilo y acetonitrilo; ácidos orgánicos tales como ácido fórmico y ácido acético; nitrocompuestos orgánicos tales como nitrometano y nitrobenceno; e hidrocarburos clorados tales como clorobenceno y 1, 2dicloroetano, y una mezcla de los mismos. Los ejemplos preferidos de los mismos incluyen, por ejemplo, los nitrilos y los ácidos orgánicos.

El disolvente puede usarse por 100 partes en peso del compuesto de cicloalcano en una cantidad de generalmente 1 parte en peso o más, preferiblemente 10 partes en peso o más en cuanto a la velocidad de reacción, y generalmente 80 partes en peso o menos, preferiblemente 50 partes en peso o menos en cuanto a la eficacia del volumen de reactor.

Generalmente, el compuesto de cicloalcano se pone en contacto con oxígeno, que es normalmente oxígeno molecular, mediante el burbujeo de gas que contiene oxígeno en la disolución de reacción que contiene el compuesto de cicloalcano, el compuesto de cobalto y el compuesto de rutenio. Por ejemplo, procedimiento de este tipo puede llevarse a cabo usando un tubo que introduce gas o aberturas de soplado en el interior de un reactor.

Los ejemplos del gas que contiene oxígeno incluyen oxígeno, aire, o un gas de mezcla en el que se diluye oxígeno o aire con un gas inerte tal como nitrógeno y helio. El gas que contiene oxígeno puede alimentarse a una velocidad de generalmente 0, 001 a 1 mol/hora en cuanto a oxígeno, preferiblemente de 0, 01 a 0, 5 moles/hora en cuanto al oxígeno, por 1 mol del compuesto de cicloalcano.

La temperatura de reacción es generalmente de 70 º C o superior, preferiblemente de 90 º C o superior, más preferiblemente de 120 o superior en cuanto a la velocidad de reacción, y generalmente de 170 º C o inferior, preferiblemente de 160 º C o inferior. La presión de reacción es generalmente de desde 0, 1 hasta 3 MPa, preferiblemente desde 0, 5 hasta 2 MPa. La reacción puede llevarse a cabo en un procedimiento continuo o discontinuo. En cuanto a la capacidad de funcionamiento, se prefiere el procedimiento continuo en el que el compuesto de cicloalcano, el compuesto de cobalto, el compuesto de rutenio, y el gas que contiene oxígeno se alimentan al sistema de reacción mientras que la disolución de reacción y el gas de escape se retiran del sistema de reacción.

El compuesto oxigenado de acuerdo con la presente invención que resulta de la oxigenación del compuesto de cicloalcano es al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en ciclohexanona, ciclohexanol e hidroperóxido de ciclohexilo.

Por ejemplo, un grupo metileno del cicloalcano se convierte en un grupo carbonilo, se produce de ese modo el correspondiente compuesto de cetona (cicloalcanona) , o el grupo metileno se convierte en un grupo metileno hidroxilado (-CH (OH) -) , de ese modo que produce el compuesto de alcohol correspondiente (cicloalcanol) , o se convierte en un grupo metileno hidroperoxidado (-CH (OOH) -) , de ese modo se produce el compuesto de hidroperóxido correspondiente.

45 El procedimiento de oxidación de la presente invención puede realizarse con la presencia conjunta del compuesto de alcohol o de cetona tal como cicloalcanol o compuesto de cicloalcanona que resulta de la oxidación del compuesto de cicloalcano. En el procedimiento de oxidación del compuesto de cicloalcano junto con el compuesto de cicloalcanol y/o compuesto de cicloalcanona, el compuesto de cicloalcanol y/o de cicloalcanol se toman en cuenta como el sustrato que va a oxidarse.

Por ejemplo, el cicloalcanol, que puede estar presente junto con el compuesto de cicloalcano en el presente procedimiento de oxidación, se oxida tal como sigue.

55 El grupo metileno hidroxilado del cicloalcanol se convierte en un grupo carbonilo para producir el... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para producir un compuesto oxigenado a partir de un compuesto de cicloalcano, que comprende poner en contacto un compuesto de cicloalcano con oxígeno en presencia de un compuesto de cobalto y un compuesto de rutenio en el que el compuesto de cicloalcano es ciclohexano, el compuesto oxigenado es al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en ciclohexanona, ciclohexanol e hidroperóxido de ciclohexilo, el compuesto de cobalto se selecciona del grupo que consiste en acetato de cobalto, octilato de cobalto, naftenato de cobalto, acetilacetonato de cobalto, cloruro de cobalto, y bromuro de cobalto, y el compuesto de rutenio se selecciona del grupo que consiste en acetilacetonato de rutenio, dodecacarboniltrirrutenio, óxido de rutenio, dióxido de rutenio, y cloruro de rutenio.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la razón molar entre Co y Ru es de 1/99 a 99/1. 15

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la razón molar entre Co y Ru es de 50/50 a 99/1.

4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la razón molar entre Co y Ru es de 80/20 a 99/1.

5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el compuesto de cobalto y el compuesto de rutenio se usan en una cantidad total del 0, 000001 al 0, 1 % en moles por mol del compuesto de cicloalcano.

6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el compuesto de cobalto y el compuesto de rutenio se usan en una cantidad total del 0, 00001 al 0, 01 % en moles por mol del compuesto de cicloalcano. 25

7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la puesta en contacto del compuesto de cicloalcano con oxígeno se realiza a un intervalo de temperatura de 70 a 170 º C.

8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la puesta en contacto del compuesto de cicloalcano 30 con oxígeno se realiza a un intervalo de temperatura de 120 a 160 º C.