BR112017011391B1 - Processo para a preparação de (met)acrilato de heonona - Google Patents
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Abstract
a invenção refere-se a um processo para a preparação de (met)acrilato de heonona por transesterificação de (met)acrilato de alquila com heonona, que compreende as etapas: (i) reagir (met)acrilato de alquila com heonona na presença de um catalisador que compreende titânio (iv) ou zircônio (iv) e um estabilizador na presença de um agente de arrasto que forma um azeótropo com o álcool ligado no acrilato de alquila, (ii) realizar remoção contínua por destilação do azeótropo de arraste e álcool, com as etapas (i) e (ii) sendo realizadas simultaneamente até que a heonona tenha sido essencialmente completamente reagida, (iii) adicionar água à mistura de produto compreendendo o (met)acrilato de heonona obtido nas etapas (i) e (ii) e remover o hidrolisado do catalisador compreendendo titânio (iv) ou zircônio (iv) por filtração, (iv) destilar (met)acrilato e arileno de alquila não reagido a partir da mistura do produto, (v) destilar água da mistura de produtos, com a etapa (iv) podendo também ser realizada antes da etapa (iii) e as etapas (iv) e (v) podendo ser realizadas em uma etapa de destilação, em que as etapas (i) e (ii) são realizadas na presença de um ácido inorgânico ou orgânico.
Description
[001] A invenção refere-se a um processo para a preparação de (met)acrilato de heonona por transesterificação de (met)acrilato de alquila com heonona.
[002] Os polímeros ou copolímeros preparados com base em (met)acrilatos C8-C24 ramificados ou lineares têm uma importância econômica considerável na forma de dispersões poliméricas. O (met)acrilato de 2- hidroxietilaxazolidinona ((met)acrilato de heonona) é utilizado para pós- reticulação de polímeros. Eles são empregados, por exemplo, como adesivos, lubrificantes, produtos químicos para campos petrolíferos, tintas, auxiliares têxteis, auxiliares de couro ou auxiliares de papel. (Met)acrílico e (met)acrilato são termos coletivos para ácido acrílico e ácido metacrílico e para acrilato e metacrilato, respectivamente.
[003] Os (met)acrilatos de alquila superiores podem também ser obtidos por transesterificação catalítica de (met)acrilato de metila com os alcanóis de cadeia longa apropriados. Isto é realizado na presença de um estabilizador (inibidor de polimerização).
[004] O documento DE 2 317 226 A1 descreve um processo para a preparação de ésteres (met)acrílicos a partir de uma mistura de alcanóis C10C18 por transesterificação de (met)acrilato de metila na presença de alcóxido de titânio como catalisador e 2,6-di-terc-butilparacresol (TBC) como estabilizador. Isto é realizado na presença de carvão ativado. Após a reação estar completa, é adicionada água, como resultado do qual o alcóxido de titânio é hidrolisado em hidróxido/óxido de titânio que é adsorvido no carvão ativado. O sólido é filtrado e o produto da reação é submetido a uma destilação a vapor.
[005] O documento WO 2009/080380 descreve um processo para a preparação de metacrilatos de álcoois C6-C22 por transesterificação de (met)acrilato de metila com os álcoois correspondentes na presença de alcóxido de titânio como catalisador. No exemplo 1, o metacrilato de metila reage com 2-etil-hexanol na presença de éter monometilico de hidroquinona (MEHQ) como estabilizador e tetra-isopropil titanato como catalisador. Aqui, uma mistura azeotrópica de metanol/metacrilato de metila é destilada. Depois de o metacrilato de metila não reagido ter sido removido por destilação, o metacrilato de 2-etil-hexila que contém o catalisador é submetido a uma destilação pura sob pressão reduzida (cerca de 3 kPa (30 mbar). Isto dá metacrilato de 2-etil-hexila com uma pureza de 99,4%.
[006] Na esterificação do ácido (met)acrílico ou transesterificação de ésteres (met)acrílicos com alcanóis de cadeia longa, os subprodutos podem ser formados de forma não negligenciável por adição de Michael. Subprodutos são ésteres de alquila de ácido di ou oligo (met)acrílico ou oxi ésteres de ésteres (met)acrílicos tanto do éster de partida como do éster do produto. Estes são produtos de alta temperatura relativamente ao produto alvo. Os (met)acrilatos de alquila de alcanóis de cadeia longa podem ser separados destes subprodutos apenas por destilação a vácuo, mas acima de um número particular de átomos de carbono na separação reacionada com alcanóis só é possível em alto vácuo e assim não é mais possível Em tudo de uma maneira econômica. Além disso, o catalisador utilizado e o estabilizador também têm de ser separados do produto. Se o ponto de ebulição do produto alvo não for demasiado elevado, é geralmente efetuada uma destilação pura final do produto alvo.
[007] É utilizado (met)acrilato de heonona ((met)acrilato de 2- hidroxietilaxazolidinona) para a pós-reticulação de polímeros, por exemplo de poliacrilatos para superabsorventes. O acrilato de heonona é particularmente importante. O acrilato de heonona tem a seguinte fórmula estrutural:
[008] Na preparação de (met)acrilato de heonona por transesterificação de (met)acrilato de alquila com heonona (2- hidroxietilaxazolidinona), a formação de adutos de Michael como subprodutos da reação de transesterificação é um problema particular.
[009] É um objetivo da invenção proporcionar um processo para a preparação de (met)acrilato de heonona por transesterificação de (met)acrilato de alquila com heonona, em que os subprodutos são formados apenas em uma pequena extensão.
[0010] O objetivo é alcançado por um processo para a preparação de (met)acrilato de heonona por transesterificação de (met)acrilato de alquila com heonona, que compreende as etapas: (i) reagir (met)acrilato de alquila com heonona na presença de um catalisador que compreende titânio (IV) ou zircônio (IV) e um estabilizador na presença de um agente de arrasto que forma um azeótropo com o álcool ligado no acrilato de alquila, (ii) realizar remoção contínua por destilação do azeótropo de arraste e álcool, com as etapas (i) e (ii) sendo realizadas simultaneamente até que a heonona tenha sido essencialmente completamente reagida, (iii) adicionar água à mistura de produtos compreendendo (met)acrilato de heonona obtido nas etapas (i) e (ii) e remoção de hidrolisados do catalisador compreendendo titânio (IV) ou zircônio (IV), (iv) destilar (met)acrilato e arileno de alquila não reagido a partir da mistura do produto, (V) destilar água da mistura de produtos, com a etapa (iv) podendo também ser realizada antes da etapa (iii) e as etapas (iv) e (v) podendo ser realizadas em uma etapa de destilação,
[0011] Em que as etapas (i) e (ii) são realizadas na presença de um ácido inorgânico ou orgânico.
[0012] Verificou-se surpreendentemente que o (met)acrilato de heonona é formado predominantemente por transesterificação de (met)acrilato de alquila com heonona na presença de um catalisador compreendendo titânio (IV) ou zircônio (IV) quando a reação é realizada na presença de um ácido inorgânico ou orgânico. Os adutos de Michael não são formados de forma apreciável.
[0013] Os adutos de Michael de (met)acrilato de alquila são geralmente formados em quantidades < 0,5% em peso, de preferência < 0,1% em peso, com base no (met)acrilato de heonona formado. Em geral, obtém-se um (met)acrilato de heonona com um teor de subproduto não superior a 2% em peso após a etapa (v).
[0014] Para os propósitos da presente invenção, os adutos de Michael são os produtos de adição de 1,4 do álcool heonona com o monómero de partida (met)acrilato de alquila ou meta (met)acrilato de heonona de monómero alvo. Estes são também referidos como ésteres de oxi. Os subprodutos abrangem não só os adutos de Michael com (met)acrilato de alquila, mas também outros compostos que não são o (meta) acrilato de heonona do produto-alvo. O teor de subprodutos no produto obtido após a etapa (v) é preferencialmente <2% em peso. Além disso, o produto obtido após a etapa (v) pode compreender heonona não reagida. Isso não representa um subproduto. Em geral, o teor de heonona do produto obtido após a etapa (v) é até 3% em peso, de preferência até 2% em peso. Além disso, o produto obtido após a etapa (v) pode ainda conter vestígios de agente de arrasto, (met)acrilato de alquila e água. Estes também não representam subprodutos e podem ser compreendidos em quantidades totais até 2% em peso, preferencialmente até 1% em peso, no produto obtido após a etapa (v).
[0015] A quantidade de todos os componentes secundários (incluindo subprodutos, heonona, arrutador, (met)acrilato de alquila, água) no produto obtido após a etapa (v) é geralmente até 6% em peso, de preferência até 4% em peso.
[0016] Os (met)acrilatos de alquila adequados são os (met)acrilatos de alquila C1-C4. O (met)acrilato de metila ou o (met)acrilato de etila são geralmente utilizados, com a reação de transesterificação liberando metanol ou etanol como álcoois.
[0017] A reação de (met)acrilato de alquila com heonona ocorre na presença de um catalisador compreendendo titânio (IV) ou zircônio (IV). Os catalisadores adequados compreendendo titânio (IV) ou zircônio (IV) são os tetraalcoxidos de Ti (IV) ou Zr (IV) de álcoois C1-C6 lineares ou ramificados, de preferência tetra-isopropoxidos, tetrabutoxidos e o metalato do álcool de partida utilizado ou as suas misturas. Também são possíveis metalatos substituídos por álcoois diferentes ou acetil-acetonato.
[0018] As etapas (i) e (ii) são adicionalmente realizadas na presença de um ácido inorgânico ou orgânico. Os ácidos inorgânicos particularmente adequados são ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido clorídrico, sendo o ácido fosfórico e o ácido sulfúrico muito particularmente úteis. Ácidos orgânicos particularmente adequados são ácido acrílico, ácido metacrílico e ácido acético. O ácido é geralmente utilizado em quantidades de 0,01 a 5% em peso, de preferência de 0,1 a 1% em peso, com base na quantidade total dos componentes compreendidos na mistura reacional.
[0019] A reação de (met)acrilato de alquila com heonona também é realizada na presença de um ou mais estabilizadores (inibidores de polimerização). Os estabilizadores adequados podem ser, por exemplo, N- óxidos (radicais nitroxila ou N-oxila, isto é, compostos que têm pelo menos um grupo > N0), e. 4-hidroxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidin-N-oxila, 4-oxo- 2,2,6,6-tetrametilpiperidin-N-oxila, 4-acetoxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidin- N- oxila, 2,2,6,6-tetrametilpiperidin-N-oxila, sebacato de bis (1-oxil-2,2,6,6- tetrametilpiperidin-4-il), 4,4 ', 4''- tris (2,2,6,6-tetrametilpiperidin-N-oxila) ou 3-oxo-2,2,5,5-tetrametilpirrolidin-N-oxila; Fenóis monobásicos ou polibásicos que têm opcionalmente um ou mais grupos alquila, e alquilfenóis, por exemplo o-, m- ou p-cresol (metilfenol), 2-terc-butilfenol, 4-terc- butilfenol, 2, 4-di-terc-butilfenol, 2-metil-4-terc-butilfenol, -terc-butil-4- metilfenol, 2,6-terc-butil-4-metilfenol, 4-terc-butil-2,6-dimetilfenol ou 6-terc- butil-2,4-dimetilfenol; quinonas tais como hidroquinona, éter monometílico de hidroquinona, 2-metil-hidroquinona ou 2,5-di-terc-butil-hidroquinona; Hidroxifenóis tais como catecol (1,2-di-hidroxibenzeno) ou benzoquinona; Aminofenóis tais como p-aminofenol; Nitrosofenóis tais como p-nitrosofenol; Alcoxifenóis tais como 2-metoxifenol (guaiacol, éter monometílico de catecol), 2-etoxifenol, 2-isopropoxifenol, 4-metoxifenol (éter monometílico de hidroquinona), mono ou di-terc-butil-4-metoxifenol; Tocoferóis tais como α-tocoferol e também 2,3-di-hidro-2,2-dimetil-7-hidroxibenzofurano (2,2- dimetil-7-hidroxicumanocarbonato), aminas aromáticas tais como N,N- difenilamina ou N-nitrosodifenilamina; Fenilenodiaminas tais como N,N'- dialquil-p-fenilenodiamina, em que os radicais alquila podem ser idênticos ou diferentes e, em cada caso, independentemente têm de 1 a 4 átomos de carbono e podem ser lineares ou ramificados, e N,N'-dimetil-p- fenilenodiamina ou N,N'-dietil-p-fenilenodiamina, hidroxilaminas tais como N,N-dietilhidroxilamina, iminas tais como metiletilimina ou metileno violeta, sulfonamidas tais como N-metil-4- toluenossulfonamida ou N-terc-butil-4- toluenossulfonamida, oximas tais como aldoximas, cetoximas ou amidoximas, eg Dietil cetoxima, metil etil cetoxima ou salicilaldoxima, compostos que compreendem fósforo, tais como trifenilfosfina, fosfito de trifenila, fosfato de trietila, ácido hipofosforoso ou ésteres alquílicos de ácidos fosforosos; Compostos compreendendo enxofre tais como sulfureto de difenila ou fenotiazina; Sais metálicos tais como sais de cobre ou manganês, cério, níquel, cromo, por exemplo cloretos, sulfatos, salicilatos, tosilatos, acrilatos ou acetatos, e. Acetato de cobre, cloreto de cobre (II), salicilato de cobre, acetato de cério (III) ou etil-hexanoato de cério (III), ou suas misturas.
[0020] É dada preferência a hidroquinona, éter monometílico de hidroquinona, fenotiazina, 4-hidroxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidin-N-oxila, 4- oxo-2,2,6,6-tetrametilpiperidin-N-oxila, 2-terc-butilfenol, 2-terc-butil-4- metilfenol, 6-terc-butil-2,4-dimetilfenol, 2,6-di-terc-butilfenol, Butil-4- metilfenol e 2-metil-4-terc-butilfenol.
[0021] É dada particular preferência ao éter monometílico de hidroquinona (MEHQ).
[0022] Vantajosamente, pode adicionalmente ser utilizado oxigénio como inibidor de polimerização.
[0023] Para estabilização adicional, pode estar presente um gás que compreende oxigénio, de preferência ar ou uma mistura de ar e nitrogênio (ar pobre).
[0024] A reação de transesterificação (etapas (i) e (ii)) é geralmente realizada a uma temperatura de 60 a 140°C, de preferência de 70 a 110°C. Aqui, um azeótropo de agente de arrasto e álcool é removido por destilação contínua.
[0025] Os agentes de arrastamento adequados que formam uma mistura azeotropicamente em ebulição com metanol ou etanol são primeiro o acrilato de metila e o metacrilato de metila e também o acrilato de etila e o (met)acrilato de etila. Os transportadores separados adequados são, inter alia, ciclo-hexano, metilciclo-hexano, benzeno, tolueno, hexanos e heptanos e suas misturas. São preferidos o acrilato de metila, metacrilato de metila, acrilato de etila e (met)acrilato de etila e também misturas destes com n-heptano e ciclo- hexano. Para os presentes objetivos, o termo agente de arrasto compreende o próprio material de partida e, opcionalmente, um solvente separado que é adicionalmente utilizado.
[0026] Em uma modalidade preferida, não é utilizado como agente de arrasto um solvente separado. Neste caso, o material de partida (met)acrilato de alquila por si só atua como agente de arrasto.
[0027] O agente de arrasto pode subsequentemente ser reabastecido novamente no reator. Para este efeito, a mistura azeotrópica de álcool e agente de arrasto é, em uma modalidade preferida, destilada através de uma coluna adequada, agitada com água em um recipiente de mistura e depois transferida para um separador de fases, com o álcool, geralmente metanol ou etanol, dissolvendo em água e a fase orgânica que se separa como camada superior. A fase orgânica é de preferência devolvida através do topo da coluna para a mistura reacional e assim circulada com exceção de pequenas perdas. No entanto, como alternativa, pode também ser introduzido um novo agente de arrasto e um processamento da mistura de arraste/álcool pode ser realizada em uma fase separada ou a reposição do agente de arrasto pode ser total ou parcialmente omitida.
[0028] Em geral, o (met)acrilato de alquila é utilizado em um excesso estequiométrico. O excesso de (met)acrilato de metila por grupo hidroxila a ser esterificado é preferencialmente de 5 a 200% em mol, particularmente preferencialmente de 5 a 100% em mol, em particular de 5 a 50% em mol.
[0029] O catalisador é utilizado em uma concentração de 0,1-10% em mol, de preferência em uma concentração de 0,1 a 5% em mol, com base na quantidade de heonona.
[0030] A transesterificação pode ser realizada à pressão atmosférica ou então a pressão superatmosférica ou pressão subatmosférica. Em geral, realiza-se de 30 a 100 kPa (300 a 1000 mbar), de preferência 80 a 100 kPa (800 a 1000 mbar) (pressão atmosférica = 100 kPa (1000 mbar)). O tempo de reação é geralmente de 1 hora a 24 horas, de preferência de 3 a 18 horas, particularmente preferencialmente de 6 a 12 horas. A transesterificação (etapas (i) e (ii)) pode ser realizada continuamente, por exemplo em uma cascata de recipientes com agitação, ou por batelada.
[0031] A reação pode ser realizada em todos os reatores adequados para tal reação. Tais reatores são conhecidos dos especialistas na técnica. A reação é preferencialmente realizada em um reator de tanque agitado.
[0032] Para misturar a batelada, é possível utilizar quaisquer métodos, p. Dispositivos de agitação. A mistura pode também ser efetuada por introdução de um gás, de preferência um gás contendo oxigénio.
[0033] A remoção do álcool formado, em geral metanol ou etanol, é realizada de forma contínua ou etapa a etapa de uma maneira conhecida per se por destilação azeotrópica na presença de um agente de arrasto. Além disso, o metanol também pode ser removido por remoção com um gás.
[0034] Em uma modalidade preferida, o álcool é separado do azeótropo do agente de arrasto e do álcool destilado na etapa (ii) esfregando com água e o arraste é recirculado para o recipiente de reação.
[0035] As etapas (i) e (ii) são levadas a cabo até que a heonona utilizada tenha sido essencialmente completamente reagida. Este é o caso quando a heonona tem reagido em uma extensão de 95%, de preferência 98%, particularmente preferencialmente 99%.
[0036] As etapas (iii) e (iv), que também podem ser realizadas na ordem inversa, são subsequentemente realizadas.
[0037] Na etapa (iii), adiciona-se água à mistura de produto compreendendo (met)acrilato de heonona, como resultado do qual o catalisador compreendendo titânio (IV) ou zircônio (IV) é hidrolisado para o hidróxido correspondente. O hidrolisado fracamente solúvel é subsequentemente separado, e por filtração ou centrifugação.
[0038] A filtração pode, por exemplo, ser realizada utilizando um filtro de pressão. Do ponto de vista da engenharia de processo, todos os métodos e aparelhos de filtração conhecidos per se, e. Aqueles descritos na Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 7a edição, 2013 Eletronic Release, Capítulo: Filtração, 1. Fundamentos e Filtração 2. Equipamentos, podem ser utilizados para filtração no processo da invenção. Por exemplo, estes podem ser filtros de vela, prensas de filtro, filtros de pressão de placa, filtros de saco ou filtros de tambor. A preferência é dada ao uso de filtros de vela ou filtros de pressão de placas. A filtração pode ser realizada com ou sem auxiliares de filtração. Os auxiliares de filtração adequados são auxiliares de filtração com base em kieselguhr, perlite e celulose.
[0039] As centrífugas adequadas e também os separadores são conhecidos por um especialista. Do ponto de vista de engenharia de processo, todos os métodos e aparelhos de centrifugação conhecidos per se, e. Podem ser utilizados para a centrifugação no processo da invenção os descritos em Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 7a edição, 2013 Eletronic Release, Capítulo: Centrifuges, Filtering and Centrifuges, Sedimenting.
[0040] Em uma modalidade preferida, o (met)acrilato de alquila não reagido e também água são subsequentemente destilados da mistura de produto nas fases de destilação (iv) e (v). Esta destilação é geralmente realizada a uma temperatura de 40 a 100°C, de preferência de 60 a 80°C, e a uma pressão variável de 1 a 70 kPa (10 a 700 mbar). Além disso, estes componentes podem também ser removidos por remoção com um gás, de preferência um gás contendo oxigênio.
[0041] Se não se utilizar um agente de arrasto separado, as etapas (iv) e (v) são preferencialmente realizadas em uma etapa de destilar juntas. Se for utilizado um agente de arrasto separado, a etapa (iv) é de preferência realizada antes da etapa (iii).
[0042] A remoção por destilação é realizada, por exemplo, em um recipiente de agitação com aquecimento de duas paredes e/ou bobinas de aquecimento interno sob pressão reduzida.
[0043] Naturalmente, a destilação pode também ser realizada em um evaporador de película descendente ou evaporador de película fina. Para este efeito, a mistura reacional é passada, de preferência com circulação repetida, através do aparelho sob pressão reduzida, por exemplo a entre 2 e 70 kPa (20 e 700 mbar), de preferência entre 3 a 50 kPa (30 e 500 mbar), de um modo particularmente preferido entre 5 e 15 kPa (50 e 150 mbar) e uma temperatura de 40 a 80°C.
[0044] Um gás inerte, de preferência um gás contendo oxigénio, de um modo particularmente preferido ar ou uma mistura de ar e nitrogênio (ar pobre) pode ser vantajosamente introduzido no aparelho de destilação, por exemplo de 0,1 a 1 m3/m3h, de preferência de 0,2 a 0,8 m3/M3h e de um modo particularmente preferido de 0,3 a 0,7 m3/m3h, com base no volume da mistura reacional.
[0045] Após a realização das etapas (iii), (iv) e (v), um produto com a pureza acima descrita permanece como produto de fundo.
[0046] A invenção é ilustrada pelos seguintes exemplos.
[0047] Colocam-se acrilato de etila (1500 g), MeHQ (2 g), ácido acrílico (2,5 g) e heonona (694 g) em um reator de 4 l com coluna sobreposta (embalagem Montz A3-500), condensador, O agitador de âncora e a entrada de ar magra e aqueceu-se enquanto introduzia ar magra e agitando. Para remover a água, o acrilato de etila é removido por destilação e substituído por acrilato de etila fresco. Introduz-se tetra-isopropóxido de titânio (14 g) a uma temperatura no fundo de 79°C e aquece-se a mistura até uma temperatura no fundo de 102°C. Após o início da ebulição, é estabelecida uma razão de refluxo de 5:2. O acrilato de etila é introduzido um pouco de cada vez em quantidades que correspondem ao destilado. Após 5,5 horas, introduzem-se adicionalmente 20 g de catalisador. A temperatura no fundo sobe para 104°C durante o curso da reação. As amostras de fundo e de destilado são recolhidas a intervalos regulares para se observar o curso da reação. Após um tempo de reação de 17 horas, GC (% por área) indica um teor de 98,8% de acrilato de heonona e 1,2% de álcool residual (acrilato de etila deixado fora do cálculo). 150 ml de água são adicionados, a mistura reacional é filtrada através de uma frita cheia de areia e evaporada sob pressão reduzida.
[0048] Após filtração clara, o produto é obtido com um rendimento de 830 g e uma pureza de 96% (GC% por área). Dois subprodutos desconhecidos em uma quantidade total de 1,7%, mas nenhum aduto de Michael pode ser visto no GC. O teor de álcool residual é de 2,2%.
[0049] Colocam-se acrilato de etila (1500 g), MeHQ (2 g), ácido fosfórico a 85% (12 g) e heonona (694 g) em um reator de 4 l com coluna sobreposta (embalagem Montz A3-500), condensador líquido Distribuidor, agitador de âncora e entrada de ar magra e aquecido enquanto introduz o ar pobre e agitando. Para remover a água, o acrilato de etila é removido por destilação e substituído por acrilato de etila fresco. Introduz-se tetra- isopropóxido de titânio (14 g) a uma temperatura no fundo de 76°C e aquece- se a mistura até uma temperatura no fundo de 103°C. Após o início da ebulição, é estabelecida uma razão de refluxo de 5:2. Após 4 horas, introduzem-se adicionalmente 14 g de catalisador. A temperatura no fundo sobe para 104°C durante o curso da reação. As amostras de fundo e de destilado são recolhidas a intervalos regulares para se observar o curso da reação. Após um tempo de reação de 16,5 horas, GC (% por área) indica um teor de 97% de acrilato de heonona e 0,8% de álcool residual (acrilato de etila deixado fora do cálculo). 150 ml de água são adicionados, a mistura reacional é filtrada através de uma frita cheia de areia e um filtro Seitz.
[0050] A mistura reacional é concentrada sob pressão reduzida. O produto é obtido em uma quantidade de 787 g e uma pureza de 95,4% (GC% por área). Um subproduto desconhecido em uma quantidade total de 1,1% mas nenhum aduto de Michael pode ser visto no GC. O teor de álcool residual é de 1,6% e o teor de acrilato de etila é de 1,7%.
[0051] Colocam-se acrilato de etila (500 g), MeHQ (0,23 g), PTZ (0,02 g) e heonona (150 g) em um reator de flange de 0,75 l equipado com coluna sobreposta, condensador, distribuidor de líquido, agitador de âncora e entrada de ar magra e aquecido por meio de uma temperatura de banho de 80°C enquanto se introduziu ar magra e agitação. Para remover a água, o acrilato de etila é removido por destilação e substituído por acrilato de etila fresco. Introduz-se tetra-isopropóxido de titânio (5 g) e aquece-se mais a mistura até uma temperatura no fundo de 97°C. Um vácuo de 90 kPa (900 mbar) é aplicado, e este é aumentado para 97 kPa (970 mbar) durante o curso da reação. Após o início da ebulição, é estabelecida uma razão de refluxo de 10: 1. A temperatura no fundo sobe para 105°C durante o curso da reação. As amostras de fundo e de destilado são recolhidas a intervalos regulares para se observar o curso da reação. Após um tempo de reação de 5 horas, GC (% por área) indica um teor de 43% de acrilato de heonona, 45% de aduto de Michael (aduto de Michael do álcool com acrilato de etila identificado através de GC- MS) e 12% de álcool residual (Acrilato de etila deixado fora do cálculo). A experiência é interrompida.
[0052] Colocam-se acrilato de etila (1500 g), MeHQ (1,97 g) e heonona (694 g) em um reator de 4l com coluna sobreposta (embalagem Montz A3-500), condensador, distribuidor de líquido, agitador de âncora e entrada de ar magra e aquecida até uma temperatura no fundo de 45°C enquanto se introduz o ar pobre e agitando. É introduzido acetilacetonato de Zr (IV) (12,2 g) e a mistura é ainda aquecida a uma temperatura no fundo de 76-80°C a uma pressão de 93 kPa (930 mbar). A razão de refluxo varia entre 10: 1 e 5: 2. As amostras de fundo e de destilado são recolhidas a intervalos regulares para se observar o curso da reação. Após um tempo de reação de 11 horas, GC (% por área) indica um teor de 15% de acrilato de heonona, 20% de aduto de Michael (aduto de Michael do álcool com acrilato de etila identificado através de GC-MS), um total de >3 % de subprodutos desconhecidos e 60% de álcool residual (acrilato de etila deixado de fora do cálculo). A experiência é interrompida. O subproduto é o aduto de Michael do álcool com acrilato de etila.
Claims (10)
1. Processo para a preparação de (met)acrilato de 2- hidroxietilaxazolidinona por transesterificação de (met)acrilato de alquila com 2-hidroxietilaxazolidinona, caracterizadopelo fato de que compreende as etapas: (i) reagir (met)acrilato de alquila com 2- hidroxietilaxazolidinona na presença de um catalisador que compreende titânio (IV) ou zircônio (IV) e um estabilizador na presença de um agente de arrasto que forma um azeótropo com o álcool ligado no acrilato de alquila, (ii) realizar remoção contínua por destilação do azeótropo de arraste e álcool, com as etapas (i) e (ii) sendo realizadas simultaneamente até que a 2-hidroxietilaxazolidinona tenha sido essencialmente completamente reagida, (iii) adicionar água à mistura de produto compreendendo o (met)acrilato de 2-hidroxietilaxazolidinona obtido nas etapas (i) e (ii) e remover o hidrolisado do catalisador compreendendo titânio (IV) ou zircônio (IV) por filtração, (iv) destilar (met)acrilato e arileno de alquila não reagido a partir da mistura do produto, (V) destilar água da mistura de produtos, com a etapa (iv) podendo também ser realizada antes da etapa (iii) e as etapas (iv) e (v) podendo ser realizadas em uma etapa de destilação, em que as etapas (i) e (ii) são adicionalmente realizadas na presença de um ácido inorgânico ou orgânico.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o agente de arrasto ser o (met)acrilato de alquila.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o agente de arrasto ser um solvente separado diferente do (met)acrilato de alquila.
4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o agente de arrasto ser seleccionado do grupo que consiste em n- heptano e ciclo-hexano.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de as etapas (iv) e (v) serem realizadas em uma fase de destilação conjunta.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de o (met)acrilato de alquila ser o (met)acrilato de metila ou etila.
7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de o catalisador compreender tetra-isopropóxido de titânio (IV).
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de o estabilizador ser metil-hidroquinona.
9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de o álcool ser separado do azeótropo do agente de arrasto e do álcool destilado na etapa (ii) pela esfregação com água e o agente de arrasto ser recirculado para o recipiente de reação.
10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de se obter, após a etapa (v), um (met)acrilato de 2-hidroxietilaxazolidinona com um teor de subproduto < 2% em peso.
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