CS260465B1 - Způsob výroby 2-hydroxyetoxyetylosteru kyseliny metakrylové - Google Patents

Abstract

Způsob výroby 2-hydroxyetoxyetylesteru kyseliny metakrylové reesterifikací metylnebo etylesteru kyseliny metakrylové etylénglykolem za katalytického působení alkoholátů alkalických kovů nebo kvartérních amonných bází spočívající v tom, že se k reakční směsi přidává azeotropické činidlo, s výhodou alifatické nebo aromatické uhlovodíky s 5 až 8 uhlíky nebo jejich směsi, které s jedním z reakčních produktů tvoří azeotropickou směs, a ta se oddestilovává z reakční nádoby a destilát se jímá v dělič- ce, ve které se dělí na dvě nemísitělné kapalné fáze, přičemž se jedna z fází obsahující převážnou část alkoholu odvádí a druhá fáze se vrací zpět do reaktoru.

Description

Vynález se týká způsobu výroby 2-hydroxyeíoxyetylesteru kyseliny metakrylové vzorce a dále nazývaného diglykolmetakrylát

CHo- C—COOC_?H₄OC₂H₄OH (I) i

CH3 který po následné polymerátů přechází v hydrofilní polymer.

Uvedený polymer se užívá v lékařské protetice, například k výrobě kontaktních čoček, náhrad tělních tkání, ale i k technickým účelům, jako je příprava lékových forem.

Způsob přípravy spočívá v reesterifikaci metylmetakrylátu etylénglykolem za přítomnosti kvartérní amoniové báze jako katalyzátoru. Tento způsob se provádí při teplotách v rozmezí 50 až 70 °C, nejčastěji při 60 °C. Celá reakční směs je homogenní a tímto postupem se dosahuje asi 25% konverze, vztaženo na metylmetakrylát.

Nevýhodou tohoto způsobu je nízká konverze metylmetakrylátu, která snižuje ekonomický efekt a při regeneraci způsobuje nemalé obtíže, protože snadno polymeruje. V neposlední řadě působí negativně na ekologii a pracovní prostředí.

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje nový způsob výroby využívající výhod azeoíropického oddestilování reakčního produktu z reakční směsi. Tentoi způsob výroby 2-hydroxyetoxyetylesteru kyseliny metakrylové byl experimentálně ověřen a prokázalo se, že lze tímto postupem zvýšit konverzi metylmetakrylátu na více než 80 procent. Důležitým faktorem je pak výběr vhodného azeotropického činidla. Bylo ověřeno, že vhodnými činidly jsou alifatické a aromatické uhlovodíky s rozmezím teploty varu 50 až 150 °C netrn jejich různé směsi, např. petroléter, směs etylénů apod.

Princip azeotropického oddestilování spočívá v tom, že přidaná látka tvoří azeotropickou směs s jednou nebo více reakčními komponenty s minimem bodu varu. Tato azeotropické směs se pak odebírá jako destilát z reakčního prostoru. Tímto postupem lze významnou měrou ovlivňovat výtěžek dané rovnovážné reakce ve prospěch žádaného produktu, a to s výhodou, kdy přidaná látka tvoří s jedním z reakčních produktů azeotropickou směs, která je po kondenzaci heterogenní. Jestliže tomu tak není, pak dochází k velkým ztrátám azeotropického činidla.

Bylo prokázáno že přidáváním alifatických nebo aromatických uhlovodíků s pěti až osmi uhlíky s výhodou hexanu, heptanu nebo toluenu, jako azeotropického činidla k reakční směsi, lze zvýšit konverzi reakčních produktů.

Zařízení k provádění popsaného způsobu je znázorněno na obrázku a skládá se z duplikátorového kotle 1, opatřeného^ míchadlem 2 a rektifikační kolonou 3. Pro kondenzaci parního podílu z rektifikační kolony 3 je připojen chladič 4 s děličem 5 destilátu a refluxu, dále s chlazenou děličkou 6. Horní část chlazení děličky 6 je propojena potrubím 7 s duplikátoróvým kotlem 1. Spodní část chlazení děličky 6 slouží k odběru alkoholové fáze potrubím 8. Regulace teploty v dupllkátorovém kotli 1 se provádí tlakem přiváděným tlakovým potrubím S na hlavě rektifikační kolony 3.

Blíže objasňují způsob přípravy 2-hydroxyetoxyetylesteru kyseliny metakrylové podle vynálezu následující příklady, které jej ale nijak neomezují.

Příklad 1

Do dvoulitrové skleněné trojhrdlé baňky opatřené turbinovým míchadlem se předloží 500 g dietylénglykolu a 400 g metylmetkrylátu, inhibovaného 100 ppm hydrochinonu, katalyzátor (4 N roztok metanolátu sodného] a přidá se 500 ml hexanu. Reakční směs se za stálého míchání uvede k varu. Teplota varu se řídí vakuem na 60 °C. Reaktor je opatřen rektifikační kolonou a chladičem, respektive deflegmátorem. Vzniklý kondenzát se dělí na zpětný tok a destilát v děliči refluxu. Destilát se vede do chlazené děličky, kde se po ochlazení na teplotu 15 °C dělí na dvě kapalné fáze, přičemž horní fáze odchází potrubím zpět do reaktoru a dolní fáze pak obsahuje především metanol jako jeden z reakčních komponent. Doba reakce činí 120 min. a bylo dosaženo 90% konverze metylmetakrylátu při 70% selektivitě na požadovaný produkt — 2-hydroxyetoxyetylester kyseliny metakrylové.

Příklad 2

Do stejného zařízení, popsaného v příkladu 1, se nadávkuje 500 g metylmetakrylátu a 400 g dietylénglykolu. Reakce je katalyzována tetrametylamonium hydroxidem v množství 0,1 g. K reakční směsí se přidá 300 ml 2,2-dimetylpentanu. Reakční směs se za stálého míchání uvede k varu. Teplota varu byla 65 °C a udržovala se odpovídajícím vakuem. Těžká fáze z děličky obsahovala 89,6 % hm. metanolu, 8,6 % 2,2-dimetylpentanu a 1,8 hm. % metylmetakrylátu. Doba reakce činila 110 min. a bylo dosaženo 85% konverze metylmetakrylátu při selektivitě 80 % na požadovaný produkt — 2-hydroxyetoxyetylester kyseliny metakrylové.

Příklad 3

V zařízení popsaném v příkladu 1 se při shodné násadě reakčních komponent provádí reesterifikace za katalýzy senothiazinu.

. Jako azeotropické činidlo byl použit petroléter v množství 400 ml. Reakční směs byla za stálého míchání zahřívána k bodu varu směsi. Teplota varu byla udržována vakuem na hodnotě 65 °C. Reesterifikace byla prováděna při refluxním poměru 3 po dobu 160 min. Těžká fáze z děličky obsahovala 84 % hm. metanolu, 15 °/o hm. petroléteru a 1 % hm, metylmetakrylátu. Bylo dosaženo 89% konverze metylmetakrylátu při 76% selektivitě reakce na požadovaný produkt — 2-hydroxyetoxyetylester kyseliny metakrylové.

Přikládá

V zařízení popsaném v příkladu 1 se předloží 600 g dietylénglykolu a 400 g metylmetakrylátu inhibovaného 100 ppm hydrochinonu, katalyzátor a přidá se 600 ml benzenu. Reakční směs se za stálého intenzivního míchání přivede k varu při teplotě 75 °C. V chlazené děličce se odloučí těžká fáze obsahující 73,5 % metanolu, 21,7 % hm. benzenu a 4,8 % metylmetakrylátu. Doba reakce činila 45 min. a bylo dosaženo 78% konverze metylmetakrylátu při 85% selektivitě na požadovaný produkt.

Příklad 5

V zařízení popsaném v příkladu 1 se smíchá 600 g dietylénglykolu, 400 g metylmetakrylátu inhibovaného, 100 ppm hydrochinonu a katalyzátor. Dále se ke směsi přidá 600 ml n-pentanu. Aparatura se dokonale uzavře a intenzívním mícháním se zahřívá až na teplotu 55 °C. Tím se zvýší tlak v aparatuře na 0,19 MPa. Opravou tlaku se směs přivede k varu. Destilát se jímá v chlazené děličce. V ní se pak odloučí těžká, metanolová fáze obsahující 89,5 % metanolu a 10,5 % pentanu. Bylo dosaženo za 110 min. 88% konvérze při 86% selektivitě na požadovaný produkt.

Claims (2)

1. PREDMEl

   1. Způsob výroby 2-hydroxyetoxyetylesteru kyseliny metakrylové reesterifikací metylnebo etylesteru kyseliny metakrylové etylénglykolem za katalytického působení alkoholátů alkalických kovů nebo kvartérních amonných bází vyznačený tím, že se k reakční směsi přidává azeotropické činidlo, s výhodou alifatické nebo aromatické uhlovodíky s 5 až 8 uhlíky nebo jejich směsi, které s jedním z reakčních produktů tvoří azeotropickou směs, a ta se oddestilotvává z reakční nádoby a destilát se jímá v děličce, ve které se dělí na dvě nemísitelné kapalné fáze, přičemž se jedna z fází obsahující převážnou část alkoholu odvádí a druhá fáze se vrací zpět do reaktoru.
2. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že se teplota varu reakční směsi v reaktoru v rozmezí 50 až 75 °C řídí tlakem, který se udržuje v hlavě kolony, resp. v kondenzátoru v rozmezí 0,05 až 0,2 MPa.