CH337498A - Process for the epoxidation of unsaturated, higher fatty acids - Google Patents

Process for the epoxidation of unsaturated, higher fatty acids

Info

Publication number
CH337498A
CH337498A CH337498DA CH337498A CH 337498 A CH337498 A CH 337498A CH 337498D A CH337498D A CH 337498DA CH 337498 A CH337498 A CH 337498A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
acid
fatty acids
unsaturated
epoxidation
higher fatty
Prior art date
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Philip Greenspan Frank
Joseph Gall Ralph
Original Assignee
Fmc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fmc Corp filed Critical Fmc Corp
Publication of CH337498A publication Critical patent/CH337498A/en

Links

Landscapes

  • Epoxy Compounds (AREA)

Description

  

  Verfahren     zum        Epoxydieren    von     ungesättigten,    höheren     Fettsäuren       Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein  Verfahren zum     Epoxydieren    von ungesättigten hö  heren Fettsäuren, bei dem man auf ein eine solche  Fettsäure, ein     inertes,    organisches Lösungsmittel,  Essigsäure und Schwefelsäure enthaltendes Gemisch,  wässeriges Wasserstoffsuperoxyd bei einer Tempera  tur zwischen 40 und 80  C einwirken lässt und diese  Temperatur während der Reaktion aufrechterhält,  wobei die Gewichtsmenge der Schwefelsäure zwi  schen 0,5 und 5     0/a    liegt,

   bezogen auf die     Summe     der     Gewichtsniengen    von Essigsäure und wässeri  gem Wasserstoffsuperoxyd.  



  Bisher wurde zum     Epoxydieren    von ungesät  tigten Fettsäuren, wie zum Beispiel Ölsäure, haupt  sächlich eine     peressigsaure    Lösung als     Peroxydier-          reagens    verwendet. Solche Lösungen sind     im    all  gemeinen im Gleichgewicht befindliche Mischungen  von Wasserstoffperoxyd und     Peressigsäure    mit einem  wesentlichen Anteil an freiem Peroxyd. Bei den  für eine solche     Epoxydation    verwendeten Reak  tionsbedingungen wird im wesentlichen nur der       Peressigsäureanteil    der im Gleichgewicht befind  lichen Mischung ausgenützt.

   Es findet eine geringe  oder keine Neubildung von     Persäure    aus dem vor  handenen freien Peroxyd statt, und dieses freie  Peroxyd wird nicht ausgenutzt; dies wirkt sich  nachteilig aus, da bis zu     20"/o    des vorhandenen  aktiven Sauerstoffes     unausgenützt    bleiben. Es wurde  seit langem ein     Verfahren    zur direkten     Epoxyda-          tion    gesucht, bei dem Wasserstoffperoxyd und nie  dere     aliphatische    Säuren mit der ungesättigten Fett  säure reagieren. Solche Verfahren sind für die       Hydroxylation    mit Wasserstoffperoxyd gebräuchlich.  



  Trotz den erkannten Vorteilen eines solchen       Epoxydationsverfahrens    wurde zu seiner Ver  wirklichung wenig     Fortschritt    gemacht, wegen der  Schwierigkeit, Reaktionsbedingungen zu schaffen,    welche für die erforderliche     Persäurebildung    aus  dem Peroxyd und der niederen     aliphatischen    Säure  günstig sind und gleichzeitig das erwünschte End  produkt, das     Epoxyderivat,    nicht zerstören.  



       Epoxyd-Fettsäuren    finden Verwendung als wert  volle     Hilfsmittel    bei der Herstellung von Schmier  mitteln,     Schmiermittelzusätzen,    Stabilisatoren, Weich  machern, Harzen,     Textilölen    usw.  



  Das Verfahren nach der vorliegenden Erfin  dung hat den     grossen    Vorteil, dass als Nebenprodukt  nur     geringe    Mengen     eines    der Spaltung widerstehen  den     Acetoxy-Derivates    entstehen, und dass keine       Peressigsäure    verwendet werden muss.  



  Zudem ist das     Verfahren        wirtschaftlich    und  gestattet eine einfache Rückgewinnung der Essig  säure.  



  Die Reaktion wird in Gegenwart eines     inerten,     organischen Lösungsmittels, wie Benzol oder     Hexan,     durchgeführt, welches zum Auflösen der Fettsäure  dient und ein besseres Reaktionsmilieu schafft.  



  Die Gegenwart von Schwefelsäure in der Re  aktionsmischung ist ein Erfordernis der vorliegenden  Erfindung, damit bei den relativ hohen Tempera  turen hohe Ausbeuten an     Epoxyfettsäuren    erzielt  werden können. Andere Mineralsäuren, auch solche,  die als gute Katalysatoren für die Bildung von       Persäure    bekannt sind, können nicht verwendet  werden.  



  Die Menge der Essigsäure pro     Mol    der     äthyle-          nischen        Ungesättigtheit    sollte zweckmässig 0,25     Mol     bis 1     Mol    betragen. Als Sauerstoffquelle sollte     vor-          teilhaft    das Wasserstoffsuperoxyd in annähernd     mo-          laren    Mengen für jede     äthylenische    Bindung im zu       epoxydierenden    Produkt vorhanden sein. Ein ge  ringfügiger     überschuss    wird im     allgemeinen    ver  wendet werden.

        Die     Epoxydation    verläuft, wenn man Essigsäure  und Wasserstoffsuperoxyd verwendet, nur in Ge  genwart von Schwefelsäure gleichmässig. In Ab  wesenheit von Schwefelsäure sind die Ausbeuten  an     Epoxyprodukten    gering.  



  Die Schwefelsäure scheint die     Epoxydation    zu  steuern. Würde die     Schwefelsäuremenge    weniger       als        0,5        %        ausmachen,        so        wäre        die        Epoxydation     nicht vollständig.

   Es wird im allgemeinen     vorge-          zogen,        zwischen    1     und    5     %,        Schwefelsäure        zu        ver-          wenden,    bezogen auf die Summe der Gewichts  mengen von Essigsäure und wässerigem Wasser  stoffsuperoxyd.  



  <I>Beispiel 1</I>  100 g einer handelsüblichen Fettsäure, enthal  tend     900/9    Ölsäure und andere ungesättigte Fett  säuren (Jodzahl 92) wurden in einen mit Rück  flusskühler, Thermometer und einer mechanischen  Rührvorrichtung versehenen     Dreihalskolben    gegeben.  <B>100</B> g     Hexan,    10,85g Eisessig (0,l81     Mol)    und  1,61 g 50prozentige Schwefelsäure wurden beige  fügt und die Mischung auf 50  C     erwärmt.    Dann  wurden 29,52 g 50prozentiges     H20"    (0,434     Mol)     innerhalb von 1/2 Stunde langsam zugegeben. Die  Temperatur wurde dann auf<B>60 </B> C erhöht und für  weitere 41/2 Stunden zwischen 60 und 65  C ge  halten.

   Die Reaktionsmischung wurde dann in einen  Scheidetrichter gegossen und die wässerige Schicht  abgezogen. Die Ölschicht wurde mit warmem Was  ser gewaschen, bis sie keine Essigsäure mehr ent  hielt. Das Lösungsmittel und Spuren von Wasser  wurden unter Vakuum bei 60 bis 70  C und einem  Druck von 5 bis 10 mm Quecksilber entfernt.

   Das  erhaltene kristallisierte Produkt wurde analysiert  und enthielt:       Epoxysauerstoff        4,11/0     (theoretisch)<B><I>5,5010</I></B>  Jodzahl 6,4  Säurezahl 180  <I>Beispiel 2</I>  <B>100</B> g einer handelsüblichen     Baumwollsamenöl-          Fettsäure,    enthaltend<B>30,0/0</B> Ölsäure und andere un  gesättigte Fettsäuren (Jodzahl 92), wurden in einen  mit     Rückflusskühler,    Thermometer und einer me  chanischen Rührvorrichtung versehenen Dreihals  kolben gegeben. 100 g Benzol, 10,85g Eisessig  (0,181     Mol)    und 1,6 g 50prozentige Schwefelsäure  wurden zugesetzt und die Mischung auf 55 C er  wärmt.

   Dann wurden 29,52 g 50prozentiges     H.0.,     (0,434     Mol)    im Verlaufe von 1/2 Stunde langsam  hinzugefügt. Die Temperatur wurde dann auf  60 C erhöht und während weiteren 5 Stunden  zwischen 60 und 65 C gehalten. Dann wurde die  Reaktionsmischung in einen Scheidetrichter gegossen  und die wässerige Schicht abgezogen. Die Ölschicht  wurde mit warmem Wasser gewaschen, bis sie keine  Essigsäure mehr enthielt. Das Lösungsmittel und  Spuren von Wasser wurden unter Vakuum bei 60    bis     70z,    C und einem Druck von 5 bis 10 mm  Quecksilber entfernt.

   Das erhaltene kristallisierte  Produkt wurde analysiert und enthielt:       Epoxysauerstoff        2,911/o     (theoretisch)     5,5111o     Jodzahl 12,8  Säurezahl 174  <I>Beispiel 3</I>  100 g einer handelsüblichen     Sojabohnenöl-Fett-          säure,    enthaltend ungefähr 26 0/a Ölsäure und an  dere ungesättigte Fettsäuren (Jodzahl 120), wurden  in einen mit     Rückflusskühler,    Thermometer und  einer mechanischen Rührvorrichtung versehenen       Dreihalskolben    gegeben. 100 g Benzol, 14,2 g Eis  essig (0,236     Mol)    und 2,1 g 50prozentige Schwefel  säure wurden beigegeben und die Mischung auf  55 bis 65  C erwärmt.

   Dann wurden im Verlaufe  einer Stunde 38,59 g 50prozentiges     H,0,    (0,568       Mol)    langsam hinzugefügt. Die Temperatur wurde  dann während weiteren 6 Stunden zwischen 60 und  65  C gehalten. Dann wurde die Reaktionsmischung  in einen Scheidetrichter gegossen und die wässerige  Schicht abgezogen. Die Ölschicht wurde mit warmem  Wasser gewaschen, bis sie keine Essigsäure mehr  enthielt. Das Lösungsmittel und Spuren von Wasser  wurden unter Vakuum bei 60 bis 70  C und einem  Druck von 5 bis 10 mm Quecksilber entfernt. Das  erhaltene kristallisierte Produkt wurde analysiert  und enthielt:       Epoxysauerstoff    3,10/0  (theoretisch)     7,04"/o     Jodzahl 11,1  Säurezahl 171



  Process for epoxidizing unsaturated, higher fatty acids The present invention relates to a process for epoxidizing unsaturated higher fatty acids, in which a mixture containing such a fatty acid, an inert organic solvent, acetic acid and sulfuric acid, aqueous hydrogen peroxide at a temperature temperature between 40 and 80 C and maintains this temperature during the reaction, the amount by weight of sulfuric acid is between 0.5 and 5 0 / a,

   based on the sum of the weights of acetic acid and aqueous hydrogen peroxide.



  So far, for epoxidizing unsaturated fatty acids, such as oleic acid, a peracetic acid solution was mainly used as the peroxidizing reagent. Such solutions are generally mixtures of hydrogen peroxide and peracetic acid in equilibrium with a substantial proportion of free peroxide. In the reaction conditions used for such an epoxidation, essentially only the peracetic acid content of the mixture in equilibrium is utilized.

   There is little or no new formation of peracid from the free peroxide present, and this free peroxide is not used; This has a disadvantageous effect, since up to 20% of the active oxygen present remains unused. A process for direct epoxidation has long been sought in which hydrogen peroxide and lower aliphatic acids react with the unsaturated fatty acid. Such processes are used for hydroxylation with hydrogen peroxide.



  Despite the recognized advantages of such an epoxidation process, little progress has been made in realizing it, because of the difficulty of creating reaction conditions which are favorable for the necessary formation of peracid from the peroxide and the lower aliphatic acid and at the same time the desired end product, the epoxy derivative, is not to destroy.



       Epoxy fatty acids are used as valuable auxiliaries in the production of lubricants, lubricant additives, stabilizers, plasticizers, resins, textile oils, etc.



  The process according to the present invention has the great advantage that only small amounts of one of the acetoxy derivatives that resist cleavage are formed as a by-product and that no peracetic acid has to be used.



  In addition, the process is economical and allows easy recovery of the acetic acid.



  The reaction is carried out in the presence of an inert, organic solvent such as benzene or hexane, which dissolves the fatty acid and creates a better reaction environment.



  The presence of sulfuric acid in the reaction mixture is a requirement of the present invention so that high yields of epoxy fatty acids can be achieved at the relatively high temperatures. Other mineral acids, including those known to be good catalysts for the formation of peracids, cannot be used.



  The amount of acetic acid per mole of ethylenic unsaturation should expediently be 0.25 mole to 1 mole. As an oxygen source, the hydrogen peroxide should advantageously be present in approximately molar quantities for each ethylene bond in the product to be epoxidized. A slight excess will generally be used.

        If acetic acid and hydrogen peroxide are used, epoxidation only proceeds uniformly in the presence of sulfuric acid. In the absence of sulfuric acid, the yields of epoxy products are low.



  The sulfuric acid seems to control the epoxidation. If the amount of sulfuric acid were less than 0.5%, the epoxidation would not be complete.

   It is generally preferred to use between 1 and 5% sulfuric acid, based on the sum of the weight amounts of acetic acid and aqueous hydrogen peroxide.



  <I> Example 1 </I> 100 g of a commercial fatty acid containing 900/9 oleic acid and other unsaturated fatty acids (iodine number 92) were placed in a three-necked flask equipped with a reflux condenser, thermometer and mechanical stirrer. 100 g hexane, 10.85 g glacial acetic acid (0.181 mol) and 1.61 g 50 percent sulfuric acid were added and the mixture was heated to 50.degree. Then 29.52 g of 50 percent H20 "(0.434 mol) were slowly added over the course of 1/2 hour. The temperature was then increased to 60 ° C. and between 60 and 65 ° C. for a further 41/2 hours hold.

   The reaction mixture was then poured into a separatory funnel and the aqueous layer drained. The oil layer was washed with warm water until it no longer contained acetic acid. The solvent and traces of water were removed under vacuum at 60 to 70 C and a pressure of 5 to 10 mm of mercury.

   The crystallized product obtained was analyzed and contained: epoxy oxygen 4.11 / 0 (theoretical) <B> <I> 5.5010 </I> </B> iodine number 6.4 acid number 180 <I> Example 2 </I> <B> 100 </B> g of a commercially available cottonseed oil fatty acid containing <B> 30.0 / 0 </B> oleic acid and other unsaturated fatty acids (iodine number 92) were placed in a reflux condenser, thermometer and a mechanical one Three-necked flask equipped with a stirrer. 100 g of benzene, 10.85 g of glacial acetic acid (0.181 mol) and 1.6 g of 50 percent sulfuric acid were added and the mixture was heated to 55 C.

   Then 29.52 grams of 50 percent H.0. (0.434 moles) was slowly added over 1/2 hour. The temperature was then increased to 60 ° C. and held between 60 and 65 ° C. for a further 5 hours. The reaction mixture was then poured into a separatory funnel and the aqueous layer drained. The oil layer was washed with warm water until it no longer contained acetic acid. The solvent and traces of water were removed under vacuum at 60 to 70 ° C. and a pressure of 5 to 10 mm of mercury.

   The crystallized product obtained was analyzed and contained: epoxy oxygen 2.911 / o (theoretical) 5.5111o iodine number 12.8 acid number 174 <I> Example 3 </I> 100 g of a commercially available soybean oil fatty acid containing approximately 26% Oleic acid and other unsaturated fatty acids (iodine number 120) were placed in a three-necked flask equipped with a reflux condenser, thermometer and mechanical stirrer. 100 g of benzene, 14.2 g of glacial acetic acid (0.236 mol) and 2.1 g of 50 percent sulfuric acid were added and the mixture was heated to 55 to 65.degree.

   Then 38.59 grams of 50 percent H2.0 (0.568 mol) was slowly added over the course of one hour. The temperature was then held between 60 and 65 ° C. for a further 6 hours. The reaction mixture was then poured into a separatory funnel and the aqueous layer drained. The oil layer was washed with warm water until it no longer contained acetic acid. The solvent and traces of water were removed under vacuum at 60 to 70 C and a pressure of 5 to 10 mm of mercury. The crystallized product obtained was analyzed and contained: epoxy oxygen 3.10 / 0 (theoretical) 7.04 "/ o iodine number 11.1 acid number 171

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zum Epoxydieren von ungesättigten, höheren Fettsäuren, dadurch gekennzeichnet, dass man auf ein eine solche Fettsäure, ein inertes or ganisches Lösungsmittel, Essigsäure und Schwefel säure enthaltendes Gemisch, wässeriges Wasserstoff superoxyd bei einer Temperatur zwischen 40 und 80 C einwirken lässt und diese Temperatur während der Reaktion aufrechthält, wobei die Gewichts menge der Schwefelsäure zwischen 0,5 und 5 0l0 liegt, bezogen auf die Summe der Gewichtsmengen von Essigsäure und wässerigem Wasserstoffsuper oxyd. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man das Wasserstoffsuperoxyd allmählich auf das genannte Gemisch einwirken lässt. 2. PATENT CLAIM A process for epoxidizing unsaturated, higher fatty acids, characterized in that aqueous hydrogen superoxide is allowed to act on a mixture containing such a fatty acid, an inert organic solvent, acetic acid and sulfuric acid at a temperature between 40 and 80 C and this temperature upright during the reaction, the amount by weight of sulfuric acid being between 0.5 and 5 0l0, based on the sum of the amounts by weight of acetic acid and aqueous hydrogen peroxide. SUBClaims 1. The method according to claim, characterized in that the hydrogen peroxide is allowed to act gradually on said mixture. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als ungesättigte, höhere Fett säure Ölsäure verwendet wird. Method according to claim, characterized in that oleic acid is used as the unsaturated, higher fatty acid.
CH337498D 1954-03-10 1955-03-10 Process for the epoxidation of unsaturated, higher fatty acids CH337498A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US337498XA 1954-03-10 1954-03-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH337498A true CH337498A (en) 1959-04-15

Family

ID=21872210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH337498D CH337498A (en) 1954-03-10 1955-03-10 Process for the epoxidation of unsaturated, higher fatty acids

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH337498A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH337498A (en) Process for the epoxidation of unsaturated, higher fatty acids
DE962073C (en) Process for the production of 1,2-epoxycyclooctane
DE574838C (en) Process for the preparation of cyclic glycols and their derivatives or of ketones
DE968643C (en) Process for the production of epoxy esters of high molecular weight fatty acids
DE1567046C3 (en) 2-Hepten-5-in-4-one, its preparation and its use as a fungicidal agent
DE1230005B (en) Process for the preparation of 1,2-alkane epoxies
EP0309912B1 (en) Process for the preparation of alkylated dodecahydro-naphtho[2,1-B]furans
DE3002811C2 (en) Process for the epoxidation of cyclododecene or tricyclodecene-3
DE561521C (en) Process for the preparation of organic sulfoperacid compounds
DE1161881B (en) Process for the preparation of 1, 2-epoxycyclododecadiene (5, 9)
AT219579B (en) Process for the preparation of α-cyclohexylbutyric acid dialkylaminoethyl esters and their salts
DE1019307B (en) Process for the preparation of epoxy compounds
DE2221123C2 (en) Reserpic acid derivatives, processes for their preparation and pharmaceuticals
DE838140C (en) Process for the preparation of amino-aryl-pyridlyl-alkanols and their esters
CH340498A (en) Process for the epoxidation of ethylenically unsaturated higher fatty acids
DE1025860B (en) Process for the preparation of epoxy fatty acid mixtures
DE2225450C3 (en) Process for the simultaneous production of propylene oxide and acetic acid
AT239454B (en) Process for the preparation of 20-cycloketal derivatives of 3β, 5,17α-trihydroxy-6β-methyl-16-methylene-5α-pregnan-20-one
AT235277B (en) Process for the preparation of 3- (1&#39;-tetralyl) -propanol- (1)
DE2913466A1 (en) METHOD FOR PRODUCING 5-BROMO 5-NITRO-1,3-DIOXANE
DE936929C (en) Process for the preparation of 2, 3, 5-trialkoxy-tetrahydrofurans
DE1149700B (en) Method of making triplets
AT372080B (en) METHOD FOR PRODUCING NEW OPTICALLY ACTIVE PROST-5-EN-13-IN-CARBONIC ACID DERIVATIVES
AT262273B (en) Process for the production of new benzofuran derivatives and their salts
AT201592B (en) Process for the preparation of substituted pyridine derivatives which are unsaturated in the side chain