CS218835B1 - Process for the preparation of trivalent chromium complexes with organic acids - Google Patents
Process for the preparation of trivalent chromium complexes with organic acids Download PDFInfo
- Publication number
- CS218835B1 CS218835B1 CS22180A CS22180A CS218835B1 CS 218835 B1 CS218835 B1 CS 218835B1 CS 22180 A CS22180 A CS 22180A CS 22180 A CS22180 A CS 22180A CS 218835 B1 CS218835 B1 CS 218835B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- reaction
- organic acids
- complexes
- melting
- chromium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Vynález se týká způsobu přípravy komplexů trojmocného chrómu s organickými kyselinami, rozpustilých v nepolárních rozpouštědlech. Tyto koxnplexy jsou určeny především pro katalysu : reakce karboxylových kyselin s epoxidy. Podstata způsobu přípravy spočívá v tom, že se při teplotě 100— —250 °C taví v molárním poměru 1 : 2 až 1 : 5 chlorid chromitý s organickou kyselinou, která má v molekule 3—30 uhlíkových atomů, -nebo sé směsí takových organických kyselin. Tavení probíhá tak dlouho, dokud uniká vóda a chlorovodík. Po skončení reakce se tavenina ochladí a produkt se izoluje buď přímo ve formě pasty, nebo se dále zpracovává na prášek, případně rozpouští ve vysokomoTekulárním rozpouštědle nebo změkčQvadle na roztok. Má- -li být získán roztok komplexu, je výhodné přidat do reakční směsi výševroucí rozpouš tědlo o teplotě varu ' 200—350 °C již před vlastním tavením.The invention relates to a method for preparing complexes of trivalent chromium with organic acids, dissolved in non-polar solvents. These complexes are intended primarily for catalysis of the reaction of carboxylic acids with epoxides. The essence of the preparation method consists in melting chromium trichloride with an organic acid having 3-30 carbon atoms in the molecule, or with a mixture of such organic acids, in a molar ratio of 1:2 to 1:5 at a temperature of 100-250 °C. The melting continues until water and hydrogen chloride escape. After the reaction is complete, the melt is cooled and the product is isolated either directly in the form of a paste, or further processed into a powder, or dissolved in a high-molecular solvent or plasticizer to form a solution. If a solution of the complex is to be obtained, it is advantageous to add a high-boiling solvent with a boiling point of 200-350°C to the reaction mixture before the actual melting.
Description
Vynález se týká způsobu přípravy komplexů troijroocného chrómu s organickými kyselinami, rozpustných v nepolárních rozpouštědlech. Tyto komplexy jsou určeny především pro katalysu reakce karboxylových kyselin s epoxidy.The invention relates to a method for preparing complexes of trivalent chromium with organic acids, soluble in non-polar solvents. These complexes are intended primarily for catalyzing the reaction of carboxylic acids with epoxides.
Reakce mezi epoxidy a organickými kyselinami poskytuje jako produkt beta-hydroxyestery.The reaction between epoxides and organic acids yields beta-hydroxyesters as the product.
Tato reakce je průmyslově důležitá zejména u dvou nebo vícefunkčních epoxidů a dvou nebo vícefunkčních organických kyselin, poněvadž vznikají beta-hydroxyestery s dlouhým řetězcem, použitelné jako lakařské suroviny nebo licí pryskyřice za použití dvou nebo vícefunkčních organických kyselin s počtem 2—12 atomů uhlíku, případně jako, kaučukovité materiály za použití dvou nebo vícefunkčních organických kyselin polyolefinického charakteru s počtem 10—1000 atomů uhlíku, např. tzv. karboxylem konečných tekutých kaučuků,This reaction is industrially important, especially for di- or polyfunctional epoxides and di- or polyfunctional organic acids, because long-chain beta-hydroxyesters are formed, which can be used as paint raw materials or casting resins using di- or polyfunctional organic acids with 2-12 carbon atoms, or as rubber-like materials using di- or polyfunctional organic acids of polyolefinic character with 10-1000 carbon atoms, e.g. the so-called carboxyl-terminated liquid rubbers,
Bez přítomnosti katalyzátoru je reakce velmi pomalá a není průmyslově využitelná. Jako, katalyzátory uvedené reakce jsou· známy terciární aminy, fosfiny, stibiny a vizmutiny, kvantérní amnniové a fotsfoniové soli a hydroxidy, thialkoholy a thioethery, anexy, fluorid boritý a jeho adukty s ethery a aminy. Z látek na bázi chrómu se používají různá chromitá mýdla s alifatickými nebo naftenickými kyselinami a mono i vícejaderné komplexy trojmocného chrómu se substituovanými salicylovými kyselinami.Without the presence of a catalyst, the reaction is very slow and is not industrially applicable. As catalysts for the above reaction, tertiary amines, phosphines, stibines and bismuthines, quaternary ammonium and phosphonium salts and hydroxides, thialcohols and thioethers, anexes, boron trifluoride and its adducts with ethers and amines are known. From chromium-based substances, various chromium soaps with aliphatic or naphthenic acids and mono and polynuclear complexes of trivalent chromium with substituted salicylic acids are used.
Chromitá mýdla, připravovaná klasickým způsobem srážením rozpustných chromitých solí rozpustnými solemi organických kyselin, jsou velmi málo rozpustné nebo, nerozpustné ve směsi organických kyselin s epoxidy a vyznačující se velmi nízkou katalytickou aktivitou. Výhodnější je použití chromitých komplexů na bázi substituované kyseliny salicylové, které nezpůsobují např. homopolymeraci epoxidu jako terciární aminy a jsou katalyticky velmi účinné; jejich příprava je však relativně drahá a náročná a při reakci vykazují určitou indukční periodu.Chromium soaps, prepared in the classical way by precipitation of soluble chromium salts with soluble salts of organic acids, are very slightly soluble or insoluble in a mixture of organic acids with epoxides and are characterized by very low catalytic activity. It is more advantageous to use chromium complexes based on substituted salicylic acid, which do not cause, for example, homopolymerization of epoxides as tertiary amines and are catalytically very effective; however, their preparation is relatively expensive and difficult and they exhibit a certain induction period during the reaction.
Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob přípravy komplexů trojmocného chrómu s organickými kyselinami podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se při teplotě 100—250 °C taví v molárním poměru 1 : 2 až 1 : 5 chlorid chromitý s organickou kyselinou, která má v molekule 3—30 uhlíkových atomů, nebo se směsí takových organických kyselin.The above-mentioned shortcomings are eliminated by the method of preparing complexes of trivalent chromium with organic acids according to the invention, the essence of which consists in melting chromium trichloride with an organic acid having 3-30 carbon atoms in the molecule, or with a mixture of such organic acids, at a temperature of 100-250 °C in a molar ratio of 1:2 to 1:5.
Tavení probíhá tak dlouho, dokud uniká voda a chlorovodík. Po skončení reakce se tavenina ochladí a produkt se izoluje buď přímo ve formě pasty, nebo se dále zpracovává na prášek, případně rozpouští ve vysokomolekulárním organickém rozpouštědle nebo změkčovadle na roztok. V posledním případě — izolace reakčního produktu ve formě roztoku — je výhodné přidat výševroucí rozpouštědlo, s teplotou varuThe melting continues until water and hydrogen chloride are released. After the reaction is complete, the melt is cooled and the product is isolated either directly in the form of a paste, or further processed into a powder, or dissolved in a high-molecular organic solvent or plasticizer to form a solution. In the latter case — isolation of the reaction product in the form of a solution — it is advantageous to add a high-boiling solvent, with a boiling point
200—350 °C, do reakční směsi již před započetím tavení. Roztok komplexu je pak k dispozici bezprostředně po skončení reakce.200—350 °C, into the reaction mixture before melting begins. The complex solution is then available immediately after the reaction is complete.
Z organických kyselin s počtem 3—30 uhlíkových atomů v molekule jsou k použití při způsobu přípravy podle vynálezu vhodné především kyselina máselná, isomáselná, propionová, valerová, isovalerová, pivalová, kapronová, kaprylová, pelargonová, kaprinová, undecylová, laurová, myristová, enanthová, palmitová, stearová, arachová, cyklohexankarboxylová, akrylová, methakrylová, krotonová, elaidová, olejová, sorbová, linolová, fenyloctová, naftyloctová, benzoová, toluylová, salicylová, diisopropylsalicylová, dimethylealicylóvá, diethylsalicylová, methylethylsalicylová, skořicová, hydroskořlcová, mesiitylenová, trifenyloctová, naftoová, anthracenkarboxylová aj. a to v molárním poměru chlorid chromitý — organická kyselina 1 : 2 až 1 : 5. Může též býti použito několik kyselin v libovolném vzájemném poměru.Of the organic acids with 3-30 carbon atoms in the molecule, butyric, isobutyric, propionic, valeric, isovaleric, pivalic, caproic, caprylic, pelargonic, capric, undecyl, lauric, myristic, enanthic, palmitic, stearic, arachic, cyclohexanecarboxylic, acrylic, methacrylic, crotonic, elaidic, oleic, sorbic, linoleic, phenylacetic, naphthylacetic, benzoic, toluic, salicylic, diisopropylsalicylic, dimethylsalicylic, diethylsalicylic, methylethylsalicylic, cinnamic, hydrocinnamic, mesitylene, triphenylacetic, naphthoic, anthracenecarboxylic, etc. are particularly suitable for use in the preparation method according to the invention, in a molar ratio of chromium chloride to organic acid of 1:2 to 1:5. Several acids can also be used in any mutual ratio.
Jako výševroucí rozpouštědla jsou použita --oktan, isooktan, benzin, petrolej, nonan, děkan, undekan, dodekan, toluen, ethylbenzen, xylen, kuiíien, pseudokumen, mesltylen, indan, -difenylmethan, chlorbenzen, dichlorbenzen, nitrobsnzen, trifenylfosfát, tributylfosfát, trikreeylfosfát, amisol, dimethylsukcinát, diethylsukcinát, dibutylsukclnát, diethyloxalát, dimethyladipáit, dloktyladipát, diethyladipát, dibutyladipát, dimethylftalát, diethylftalát,, dibutylftalát, dioktylftalát aj., případně směsi jmenovaných rozpouštědel.As high-boiling solvents, the following are used: -octane, isooctane, gasoline, kerosene, nonane, decane, undecane, dodecane, toluene, ethylbenzene, xylene, cumene, pseudocumene, mesitylene, indane, -diphenylmethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, triphenylphosphate, tributylphosphate, tricreoylphosphate, amisol, dimethylsuccinate, diethylsuccinate, dibutylsuccinate, diethyloxalate, dimethyladipate, dioctyladipate, diethyladipate, dibutyladipate, dimethylphthalate, diethylphthalate, dibutylphthalate, dioctylphthalate, etc., or mixtures of the aforementioned solvents.
• -Testevání katalytické aktivity produktu bylo . prováděno stanovením doby potřebné ke-sníženi původní koncentrace kyseliny kapronové (1 M) na polovinu (t 1/2) při její reakci s fenylgtyéidyletherem (1 M) v roztoku toluenu za přítomnosti 1,5 % hmotnostních testovaného katalyzátoru při 70 stupních Celsia. Úbytek kyseliny kapronové v závislosti na oase byl sledován titrací alikvotního podílu reakční směsi 0,1 M roztokem hydroxidu draselného v ethanolu na fenolftalein jako indikátor. Poločasy modelové reakce za použití katalyzátoru podle vynálezu byly srovnatelné nebo v řadě případů nižší než poločasy modelové reakce za· použití komplexů kyseliny diisopropylsalicylové. Katalyzátory připravené podle vynálezu také nevykazovaly Indukční periodu, případně vykazovaly indukční periodu kratší než chnomité komplexy diisopropylsalicylové kyseliny.• - Testing of the catalytic activity of the product was carried out by determining the time required to reduce the original concentration of caproic acid (1 M) by half (t 1/2) during its reaction with phenylglycidyl ether (1 M) in a toluene solution in the presence of 1.5% by weight of the tested catalyst at 70 degrees Celsius. The loss of caproic acid depending on the concentration was monitored by titrating an aliquot of the reaction mixture with a 0.1 M solution of potassium hydroxide in ethanol against phenolphthalein as an indicator. The half-lives of the model reaction using the catalyst according to the invention were comparable or in many cases lower than the half-lives of the model reaction using diisopropylsalicylic acid complexes. The catalysts prepared according to the invention also did not show an induction period, or showed an induction period shorter than the conventional diisopropylsalicylic acid complexes.
Komplexy připravené podle vynálezu jsou také dlouhodobě stabilní, pouze komplexy kyseliny palmitové a stearové se časem měnily na méně aktivní formu, špatně rozpustnou v nepolárních organických rozpouštědlech, což je způsobeno pravděpodobně přechodem komplexu na formu chromitého mýdla. Účinné katalyzátory vznikají také směsí různých organických kyselin s chlo218835 ridem chromitým při teplotách v rozmezí 100—250 °C, což umožňuje využít pro jejich přípravu lovné průmyslové směsi kyselin. Při některých aplikacích může býti výhodnější tekutá forma katalyzátoru, která se získá bud1 rozpouštěním pevného produktu v organickém rozpouštědle, nebo prováděním reakce za přítomnosti výševroucího organického rozpouštědla něho změkčovadla, Nejaktivnější katalyzátory vznikaly při molárním poměru chlorid chromitý — — organická kyselina 1 : 3, porušení tohoto poměru v obou směrech vedlo ke snížení katalytické aktivity. Stanovením molekulové hmotnosti produktů parní osmometrií bylo prokázáno, že se tvoří vícejaderné komplexy.The complexes prepared according to the invention are also stable for a long time, only the complexes of palmitic and stearic acid changed over time to a less active form, poorly soluble in non-polar organic solvents, which is probably caused by the transition of the complex to the form of chromium soap. Effective catalysts are also formed by mixtures of various organic acids with chromium trichloride at temperatures in the range of 100-250 °C, which allows the use of commercially available industrial acid mixtures for their preparation. In some applications, the liquid form of the catalyst may be more advantageous, which is obtained either by dissolving the solid product in an organic solvent, or by carrying out the reaction in the presence of a higher-boiling organic solvent or a plasticizer. The most active catalysts were formed at a molar ratio of chromium trichloride — organic acid of 1 : 3, violation of this ratio in both directions led to a decrease in catalytic activity. Determination of the molecular weight of the products by vapor osmometry showed that multinuclear complexes are formed.
Příklad 1Example 1
Směs 26,6 g (0,1 mol] hexahydrátu chloridu chromitého a 0,3 mol organické -kyseliny byla tavena v porcelánové misce tak dlouho, dokud unikla voda a chlorovodík. Pak bylo tavení prodlouženo ještě o 30 minut a po- vychlazení reakční směsi byl získán vosk ovitý produkt nebo pe vná zelená ta venina, která byla rozdrcena na šedozelený prášek. Individuální podmínky tavení a katalytickou aktivitu produktů uvádí následující tabulka:A mixture of 26.6 g (0.1 mol] of chromium trichloride hexahydrate and 0.3 mol of organic acid was melted in a porcelain dish until water and hydrogen chloride escaped. Then the melting was extended for another 30 minutes and after cooling the reaction mixture a waxy product or a solid green melt was obtained, which was crushed to a gray-green powder. The individual melting conditions and catalytic activity of the products are given in the following table:
kyselina celková doba tavení (h) teplota tavení (°c) katalyt. aktivita t1/2 (min)acid total melting time (h) melting temperature (°c) catalytic activity t 1/2 (min)
nafty loctová (0,1) kapryiová (0,15) máselná (0,1) kaprinová (0,2) laurová (0,15) kapronová (0,1) ·* kaprilová (0,1)naphtha oleate (0.1) caprylic (0.15) butyric (0.1) capric (0.2) lauric (0.15) capronic (0.1) ·* caprylic (0.1)
Příklad 3Example 3
Směs 26,6 g (0,1 mol) hexahydrátu chloridu chromitého, 34,8 g (0,3 mol) kyseliny kapronové a 40 g 'dioktylftalátu byla zahřívána na teplotu 160 °C dokud unikal chlorovodík (30 min). Pak zahřívána ještě 1 h při uvedené teplotě a po vychlazení získán tmavě zelený viskózní roztok, který při stanovení katalytické aktivity v modelové reakci vykazoval T 1/2 = 16 min.A mixture of 26.6 g (0.1 mol) of chromium trichloride hexahydrate, 34.8 g (0.3 mol) of caproic acid and 40 g of dioctylphthalate was heated to 160 °C until hydrogen chloride was released (30 min). It was then heated for another 1 h at the above temperature and, after cooling, a dark green viscous solution was obtained, which, when determining the catalytic activity in a model reaction, showed T 1/2 = 16 min.
Chromitých komplexů připravených podle vynálezu lze použít pro katalytu reakce mezi organickými kyselinami a epoxidy všech typů, tj. monofunkčních i polyfunkčních, případně obsahujících i jiné funkční skupiny a připravit tak jak nízkomolekulární beta-hydroxyestery, tak vysokomolekulární látky použité jako laky na bázi epoxidů, epoxidové licí pryskyřice nebo elastomery. Reakce probíhá špatně nebo vůbec neprobíhá v polárním prostředí a proto se musí provádět bud1 bez rozpouštědla, nebo za použití nepolárních organických rozpouštědel.The chromium complexes prepared according to the invention can be used to catalyze the reaction between organic acids and epoxides of all types, i.e. monofunctional and polyfunctional, possibly containing other functional groups, and to prepare both low molecular weight beta-hydroxyesters and high molecular weight substances used as epoxy-based varnishes, epoxy casting resins or elastomers. The reaction proceeds poorly or does not proceed at all in a polar environment and therefore must be carried out either without a solvent or using non-polar organic solvents.
Kromě hlavního použití ke katalyee reakce mezi epoxidy a organickými kyselinami lze komplexy trojmocného ohromu s organickými kyselinami, připravené způsobem podle vynálezu, využít též pro zvýšení vodivosti nepolárních rozpouštědel používaných pro přípravu rozličných roztoků, jako např. roztoků polymerů aplikovaných převážně jako lepidla. Zvýšení vodivosti zde zabraňuje vytváření náboje statické elektřiny a možným výbojům v průběhu jednotlivých fází technologického procesu přípravy — např. při míchání, hnětení apod. Tím se snižuje nebezpečí požáru v těchto provozech.In addition to their main use as catalysts for the reaction between epoxides and organic acids, the complexes of trivalent iron with organic acids prepared by the method according to the invention can also be used to increase the conductivity of non-polar solvents used for the preparation of various solutions, such as polymer solutions applied mainly as adhesives. The increase in conductivity here prevents the formation of static electricity charges and possible discharges during individual stages of the technological preparation process - e.g. during mixing, kneading, etc. This reduces the risk of fire in these operations.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS22180A CS218835B1 (en) | 1980-01-10 | 1980-01-10 | Process for the preparation of trivalent chromium complexes with organic acids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS22180A CS218835B1 (en) | 1980-01-10 | 1980-01-10 | Process for the preparation of trivalent chromium complexes with organic acids |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS218835B1 true CS218835B1 (en) | 1983-02-25 |
Family
ID=5333930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS22180A CS218835B1 (en) | 1980-01-10 | 1980-01-10 | Process for the preparation of trivalent chromium complexes with organic acids |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS218835B1 (en) |
-
1980
- 1980-01-10 CS CS22180A patent/CS218835B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1041696A (en) | Latent catalysts for promoting reaction of epoxides with phenols and/or carboxylic acids | |
| US3085986A (en) | Composition comprising a low viscosity styrene-maleic anhydride copolymer and a polyhydric alcohol | |
| US4096093A (en) | Polymerization catalyst and method | |
| GB726506A (en) | Modified polytetrafluoroethylene compositions and products related thereto | |
| GB1041457A (en) | Corrosion-inhibiting coating compositions for metals | |
| US11358914B2 (en) | Ethylene oligomerization processes | |
| CS218835B1 (en) | Process for the preparation of trivalent chromium complexes with organic acids | |
| US3188303A (en) | Process and product relating to the reaction of dicyclopentadiene and alpha, beta di-and tri-carboxylic acids | |
| US2397600A (en) | Resinous material | |
| US3335174A (en) | Preparation of diols and aliphatic carboxylic acid esters thereof from olefins | |
| US2175393A (en) | Production of phenolic-formaldehyde resins | |
| GB915891A (en) | Esterification process | |
| ES385451A1 (en) | Process for polymerizing alpha-olefins | |
| US3285777A (en) | Oxygenizing systems useful for cleaning purposes | |
| US2463501A (en) | Manufacture of para phenyl phenol resins | |
| US3050461A (en) | Reaction product of n, n-dialkenylmelamine and a salicylaldehyde and its use | |
| US2907735A (en) | Esterified epoxy polyesters | |
| US2238682A (en) | Polymeric reaction product of amides with monovinyl acetylenes | |
| US2890212A (en) | Polymerization of olefins with copper acetylide, silver acetylide or mercury acetylide catalyst | |
| US3304269A (en) | Production of polymers of epoxide compounds using catalytic product of group viii metal carbonyl with an alkyl aluminum compound | |
| US3119781A (en) | Formaldehyde reaction product reacted with an alkylene oxide, and mixture thereof with a polyglycidyl polyether | |
| GB886288A (en) | Polymerisation process and catalysts therefor | |
| US2880121A (en) | Polypropylene process | |
| US3238152A (en) | Process for the production of polymeric organic boron-nitrogen compounds | |
| US3097247A (en) | Alkali metal dispersions, their preparation and use as catalysts in the liquid phasepolymerization of butadiene |