CS252800B1 - Způsob kontinuální rafinace 2-hydroxyetoxyetylesterg kyseliny metakrylové - Google Patents

Abstract

Způsob kontinuální rafinace 2-hydro- xyetoxyetylesteru kyseliny metakrylové z reakční směsi připravené reesterifikaci metyl- nebo etylesteru kyseliny metakrylové dietylenglykolem za katalytického působení alkoholátů alkalických kovů, zejména metylátu nebo glykolátu sodného, popřípadě kvarterních amoniových bází, spočívající v tom, že se vodou zředěná reakční směs podrobí protiproude kontinuální extrakci organickým rozpouštědlem typu alkanů s teplotou bodu varu 40 až 120 C nebo jejich směsí, nejlépe hexanem nebo heptanem za působení vibračního pohybu, přičemž se zředěná reakční směs rozptyluje v kapky do uvedeného alkanového rozpouštědla a následně se podrobí protiproude kontinuální extrakci éterovým rozpouštědlem, s výhodou dietyleterem za působení vibračního pohybu, přičemž je možné rozptylovat v kapky bučí reakční směs, nebo rozpouštědlo.

Description

Vynález se týká způsobu kontinuální rafinace 2-hydroxyetoxyetylesteru kyseliny metakrylové vzorce I ch₂sC-cooch₂ch₂och₂ch₂oh

CH, (I>

z reakční směsi· Sloučenina 1 je základní monomer, který se polymerací převádí v hydrofilní polymery, používané v oblasti léčebné protetiky, např. jako náhrada tělních orgánů, při výrobě kontaktních čoček apod. a též k některým průmyslovým ůčelům, např. k přípravě farmaceutických forem, jako náplň chromatografických kolon apod.

V průmyslovém měřítku se látka vzorce I vyrábí především dvěma způsoby:

a) Z kyseliny metakrylové, která se kondenzuje s etylenoxidem za katalytického působeni kysličníků kovů, např. mědi, chrómu nebo zinku. Tímto způsobem vyráběný 2-hydroxyetoxyetylester obsahuje nezreagovanou výchozí kyselinu metylmetakrylovou, nežádoucí dietylenglykolmetakrylát a další vedlejší reakční produkty v poměrně vysokém množství a je nutné jej pečlivě rafinovat, zejména při použití pro léčebnou protetiku a farmaceutiku.

b) Reesterifikací metylesteru nebo etylesteru kyseliny metakrylové dietylenglykolem za katalytického působení alkoholátů alkalických kovů, nejlépe metylátu sodného, glykolátu sodného nebo kvarterních amoniových baží. Produkt, který se tímto způsobem získává, obsahuje vždy látku vznikající dvojnásobnou reesterifikací dietylenglykolu metylesterem kyseliny metakrylové (dále diester) vzorce II

2S2 800

CH₂sC-C00CH₂«»CH₂-0CH₂-CH₂00C-C_bCH₂ (II) který vzniká v množství až 7 hm. %, dále obsahuje nezreagovaný metylmetakrylát a dietyíenglykol a konečná i metanol. Z monomeru vzorce I, který obsahuje zejména diester vzorce II v množství nad 1 hm· % nelze vůbec vyrábět některé druhy kontaktních Čoček, protože polymer nevyhovuje po mechanické stránce zejména při jeho obrábění. Výhodou tohoto způsobu přípravy je, že reakční směs nikdy neobsahuje nezreagovanou kyselinu metylmetakrylovou. Řadou pokusů bylo prokázáno, že diester vzorce II nelze odstranit Trakční destilací ani úpravou reakčních podmínek uvedené reesterifikace.

Jediný známý rafinační postup je založen na kapalinové extrakci pepsané v pepise vynálezu k čs. auterakému ©svědčení ě. 241810.. Extrakce se provádí dosud opakovaným rozptýlením reakčni směsi, která je zředěna vodou v poměru 2:1 do organické fáze, kterou tvoří např. petroléter nebo alkany. Rozptylování se provádí rozptylováním pomocí rotačního pohybu a následujícím usazením kapalných fází.

Nyní bylo zjištěno, že nejlépe se dávkuje vždy Jkrát vodný rafinát k organickému rozpustidlu v objemovém poměru 1:4. Tímto způsobem je vyextrahován nezreagovaný metylester kyseliny metylmetakrylové a diester vzorce II, zatímco 2-hydroxyetoxyetylester vzorce I zůstává ve vodné fázi, ke které se přidá chlorid sodný v hmotnostním poměru 1:1, vztaženo na ester. Poté se provádí extrakce esteru kyseliny metakrylové opět 3krát opakovaným rozptylováním vodné fáze do éteru v hmotnostním poměru 4:1. Iři opakovaném rozptylování a usazování se v obou případech používá vždy čistého rozpustidla.

Popsaný způsob má několik nedostatků. Předně je vsádkový, což ssebou přináší rychlý růst objemu zařízení s růstem kapacity výroby a značný podíl manuální kvalifikované práce.

Dále se podle uvedeného způsobu předpokládá pouze jednorázový kontakt s rozpouštědlem, což vede k velké spotřebě rozpouštědla a k vysoké energetické náročnosti při jeho regeneraci. Další velkou nevýhodou popsaného způsobu je uvolňování esteru vzorce I z vodné fáze vysolováním, což způsobuje korozi zařízení a znečištění vodného roztoku nezreagovaného diglykolu

252 800 chloridem sodným, čímž je znemožněno jeho následné využití a konečně dochází k velkým, až 50 %ním ztrátám produktu·

Způsob kontinuální rafinaee 2-hydroxyetoxyetylesteru kyseliny metakrylové podle předloženého vynálezu spočívá v tom, že se reakční produkt zředěný vodou v hmotnostním poměru 1:2 přivádí kontinuálním způsobem do těsného protiproudého styku s organickým rozpouštědlem typu alkanů nemísitelným s vodou s teplotou varu 40 až 12O°C, tím, že se vodná fáze rozptyluje v kapky do organického rozpouštědla za pomoci vibračního pohybu. Přitom kapky vodné fáze klesají dolů, protože mají specifickou hmotnost vyšší než organické rozpouštědlo. Rozpouštědlo nasycené nezreagovaným metylesterem kyseliny metakrylové a diesterem vzorce II se regeneruje oddestilovánim, zatímco vodná fáze obsahující 2-hydroxyetoxyetylester kyseliny metakrylové a nezřeagovaný dietylenglykol se přivádí opět kontinuálním způsobem do těsného protiproudého styku s organickým rozpouštědlem s vodou nemísitelným éterem, například dietyléterem. Vodná fáze se rozptyluje v kapky do organického rozpouštědla, např. dietyléteru, nebo se rozpouštědlo rozptyluje v kapky do vodné fáze za pomoci vibračního pohybu. Vodná fáze obsahující dietylenglykol se po zahuštěni vrací zpět do reakce, nebo je použitelná jako nemrznoucí směs. Éterová fáze se přivádí na kontinuální filmovou odparku, kde se oddělí éter od rafinovaného 2-hydroxyetoxyetylesteru kyseliny metakrylové vzorce I. Pracovní teplota při kontaktování se udržuje mezi 15 až JO°C, nejlépe 20°C.

Způsob kontinuální rafinaoe 2-hydroxyetoxyetylesteru kyseliny metakrylové z reakční směsi po reesterifikaci metylesteru kyseliny metakrylové dietylenglykolem podle předloženého vynálezu umožňuje dalekosáhle odstranit nevýhody dosavadních způsobů odstraňování nezreagovaných výchozích surovin. Kontinuální protiproudý kontakt kapek vodné fáze obsahující produkt s alkanovým rozpouštědlem za využití vibračního pohybu a následný kontinuální protiproudý kontakt fáze obsahující produkt s éterovým rozpouštědlem za využití vibračního pohybu zajišťuje vysoký stupeň rafinaoe 2-hydroxyetoxyetylesteru kyseliny metakrylové při minimální spotřebě rozpouštědel, lidské kvalifikované práce a při minimálním objemu zařízeni, přičemž ztráty produktu nepřevyšují 12 %. Odstraňuje též nevýhodné vysolování esteru vzorce I z vodné fáze při extrakci éterem. Způsob podle

232 800 vynálezu byl ověřen laboratorně i poloprovozně a bylo zjištěno, že poskytuje produkty vysoké Čistoty s obsahem diesterů vzoroe 11 méně než 0,3 hmot· %. Pro výše uvedené účely je tento stupeň čistoty postačující.

Bližší podrobnosti způsobu podle vynálezu vyplývají z následujících příkladů provedení, které však tento způsob nijak neomezují.

Příklad 1 litrů reakční směsi po reesterifikaei obsahující 48 % hm. látky vzorce I, 7,0 % hm. diesterů vzoroe II, 5,8 % ha. metylmetakrylátu, 26,3 % hm. dietylenglykolu bylo neředěno 3 litry vody a oohlazeno na teplotu 20°C. Poté byla reakční směs podrobena protiproudé extrakci hexanem v poměru objemových průtoků lil,2. Získaný vodný rafinát obsahoval méně než 0,05 % hm. diesteru vzorce II, 18,7 % hm. esteru vzoroe I a 10,4 % hm. dietylenglykolu· Dále byl takto získaný rafinát extrahován dietyléterem v poměru objemových průtoků li1,5· Získaný extrakt byl zahuštěn na vakuové filmové odparce. Výsledný produkt 2-hydroxyetoxyetylester kyseliny metakrylové obsahoval 0,25 % hm. diesteru vzorce II a 3,1 % hm. dietylenglykolu. Obě exbrakoe byly provedeny na protiproudé koloně s vibrujícími patry.

Příklad 2 litrů reakční směsi po reesterifikaei mající stejné složení jako v příkladu 1 bylo naředěno 3 litry vody a oohlazeno na teplotu 20°C. Tímto způsobem upravená reakční směs byla podrobena extrakci petroléterem v poměru objemových průtoků li1,3· Získaný vodný rafinát obsahoval 0,07 % hm. diesterů vzoroe II,

17,3 % hm. esteru vzoroe I a 9,6 % hm. dietylenglykolu. Tento rafinát byl podroben extrakci diisopropyléterem v poměru objemových průtoků lil,7· Získaný extrakt byl zbaven rozpouštědla na vakuové filmové odparce. Výsledný produkt 2-hydroxyetoxye tyle ster kyseliny metakrylové obsahoval 0,23 % hm· diesterů vzoroe 11 a 2,9 % hm. dietylenglykolu. Výtěžek esteru vzoroe 1 vztaženo na obsah esteru v reakční směsi je 89 %· Obě extrakoe byly provedeny na protiproudé koloně s vibrujícími patry· • 5PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   252 800

   1. Způsob kontinuální rafinace 2-hydroxyetoxyetylesteru kyseliny metakrylové a reakční sniěsi připravené reesterifikací metyl- nebo etyle steru kyseliny metakrylové dietylenglykolem za katalytického působeni alkoholátů alkalických kovů, zejména metylátu nebo glykolátu sodného, popřípadě kvarterních amoniových bázi, vyznačený tím, že se vodou zředěná reakční směs podrobí protiproudé kontinuální extrakci organickým rozpouštědlem typu alkanů s teplotou varu 40 až 12O°C nebo jejich směsí, nejlépe hexanem nebo heptanem za působení vibračního pohybu, přičemž se zředěná reakční směs rozptyluje v kapky do uvedeného alkanového rozpouštědla a následně se podrobí protiproudé kontinuální extrakci éterovým rozpouštědlem, s výhodou dietyleterem za působení vibračního pohybu, přičemž je možné rozptylovat v kapky bučí reakční směs nebo rozpouštědlo·
2. 2· Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se extrakce provádí při teplotě 5 až 55°C, s výhodou 20°C·
3. 5· Způsob podle bodu 1,vyznačený tím, že poměr objemových průtoků vodného roztoku a uvedeného alkanového a éterového roz pouštědla je 1:1 až 1:4, s výhodou 1:1,5·