CS260603B1 - Způsob výroby 2-hydroxyetyIesteru kyseliny metakrylove - Google Patents

Abstract

Způsob výroby 2-hydroxyetyIesteru kyseliny metakrylové reesterifikací metyl- nebo etylesterů kyseliny metakrylové etylénglykolem za katalytického působení alkoholá­ tů alkalických kovů nebo kvartérních amoniových bází spočívající v tom, že se destilát tvořený metyl- nebo etylalkoholem ve směsi s metylmetakrylátem vede do dělič- ky s vodou, ve které se oddělí příslušný alkohol od reakční komponenty do vody a nezreagovaný metylmetakrylát se vrací zpět do reaktoru. Teplota varu reakční směsi se řídí tlakem, který se udržuje v hlavě kolony, respektive v kondenzátoru. Uvedený způ­ sob výroby HEMY má široké uplatnění v lékařské protetice, jako náhrada tělních tkání, k výrobě kontaktních čoček nebo k přípravě kopolymerů pro speciální laky.

Description

Vynález se týká způsobu výroby 2-hydroxyetylesteru kyseliny metakrylové vzorce

CH_a=C—C—0—C_aH₄—OH . ¹ \

CH_aO dále nazývaného HEMA, který lze snadno kondenzací převést na hydrofilní polymer. Tento polymer má široké uplatnění v lékařské protetice, jako náhrada tělních tkání, k výrobě kontaktních čoček nebo k přípravě kopolymerů pro speciální laky. Speciální využití nachází HEMA při výrobě chromatografických náplní a při přípravě hemoperfusních náplní.

Způsob přípravy spočívá v reesterifikaci metylmetakrylátu etylénglykolu za přítomnosti bazického katalyzátoru jako¹ například metanolátu sodného nebo kvartérní amoniové báze. Reakce se provádí při teplotách v rozmezí 40 až 80 °C. Nejčastěji při teplotě 60 °C. Celá reakční směs je homogenní a tímto postupem se běžně dosahuje asi 20 až 25% konverze vztaženo na metylmetakrylát. Nevýhodou tohoto způsobu je nízká konverze metylmetakrylátu, která snižuje ekonomický efekt přípravy HEMY.

Tuto nevýhodu do značné míry odstraňuje způsob výroby HEMY a zařízení k provádění tohoto způsobu podle AO 253 632 spočívající v tom, že pomocí vhodného azeotropického činidla a ve vhodném zařízení lze zvýšit konverzi reakčních produktů, a to minimálně na 80 %. Princip azeotropického oddestilování spočívá v tom, že přidané rozpouštědlo tvoří azeotropickou směs s minimem bodu varu s jednou nebo více reakčními komponenty. Tato azeotropická směs se pak oddestilovává z reakčního prostoru a ovlivňuje se tím významně výtěžek reakce. Jako vhodné rozpouštědlo lze s výhodou užít alifatické nebo aromatické uhlovodíky typu hexan, heptan nebo toluen.

Nevýhodou tohoto způsobu je to, že reakce probíhá v heterogenní fázi. Tím se stává, že jedna fáze obsahuje převážně etylénglykol a druhá fáze pak rozpouštědlo s metylmetakrylátem. Aby bylo dosaženo dostatečného přestupu hmoty mezi fázemi a nebyla jím ovlivňována rychlost děje, je třeba zajistit intenzívní míchání směsi a užívat přiměřeného množství rozpouštědla.

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje nový způsob výroby využívající výhod azeotropického oddestilování reakčního produktu z reakční směsi. Tento způsob přípravy HEMY byl experimentálně ověřen v laboratorním měřítku a prokázalo se, že lze konverzi reakčních komponent zvýšit také na více než 80 %. Nový způsob nepoužívá žádné přídavné rozpouštědla, neboť je známo, že metylmetakrylát tvoří spolu se vznikajícím metanolem azeotropickou směs s minimálním bodem varu.

Po kondenzaci je azeotropická směs však homogenní. Nelze jí užít přímo k odstraňování metanolu, neboť ztráty metylmetakrylátu by činily proces velmi nerentabilní a v neposlední řadě by tento odpad působil negativně na ekologii včetně pracovního prostředí.

Nyní bylo však zjištěno, že dotyčnou azeotropickou směs lze snadno zbavit metanolu pomocí vody. K tomuto způsobu se s výhodou využívá zařízení popsané v čs. AO č. 253 632, respektive v čs. AO č. 260 465, a to tak, že do děličky destilátu se předloží voda, do které přechází metanol a nezreagovaný metylmetakrylát se vrací přepadem zpět do reaktoru.

Blíže tento způsob přípravy 2-hydroxyetylesteru kyseliny metakrylové objasňuje následující příklad, který jej ale nijak neomezuje.

Příklad

Do dvoulitrové skleněné trojhrdlé baňky opatřené míchadlem se předloží 500 g etylénglykolu a 500 g metylmetakrylátu inhibovaného 100 ppm hydrochinonu nebo p-metoxyfenolu. Po zahřátí na 60 °C se přidá 4 N roztok metanolátu sodného jako katalyzátoru. Reaktor Je opatřen rektifikační kolonou a deflegnátorem. Vzniklý kondenzát se odvádí do děličky o obsahu 250 mililitrů, kde je předsazeno 100 ml destilované vody. Kondenzát je uváděn ke dnu tak, že prochází předsazenou vodou. Zde se oddělí z destilátu metanol a vypírá se do vody. Lehkou fázi pak tvoří prakticky čistý metylmetakrylát. Jakmile dostoupí hladia k přepadu, pak se metylmetakrylát vrací zpět přepadem do reaktoru. Během reakce se neodebírá žádný produkt a fázové rozhraní tím stoupá. Při pokusu vzniklo 210 ml vodného roztoku metanolu, který obsahoval méně než 0,1 % hmot. metylmetakrylátu.

Teplota varu v reaktoru se řídí pomocí vakua na hodnotě 60 °C. Doba reakce činila 80 min. a bylo dosaženo 86 % konverze metylmetakrylátu a selektivita reakce byla 78 % na požadovaný produkt, 2-hydroxyetylester kyseliny metakrylové.

Claims (2)

1. Způsob výroby 2-hydroxyetylesteru kyseliny metakrylové reesterifikaci metyl- nebo etylesteru kyseliny metakrylové etylénglykolem za katalytického působení alkoholátů alkalických kovů nebo kvartérních amoniových bází vyznačený tím, že se destilát tvořený metyl- nebo etylalkoholem ve směsi s metylmetakrylátem vede do děličvynálezu ky s vodou, ve které se oddělí příslušný alkohol od reakční komponenty do vody a nezreagovaný metylmetakrylát se vrací zpět do reaktoru.

2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že se teplota varu reakční směsi řídí tlakem, který se udržuje v hlavě kolony, respektive v kondentzátoru.