CZ303211B6 - Strongly acid ion exchange catalyst with affinity to lipophilic reagents and process for preparing thereof - Google Patents

Strongly acid ion exchange catalyst with affinity to lipophilic reagents and process for preparing thereof Download PDF

Info

Publication number
CZ303211B6
CZ303211B6 CZ20110146A CZ2011146A CZ303211B6 CZ 303211 B6 CZ303211 B6 CZ 303211B6 CZ 20110146 A CZ20110146 A CZ 20110146A CZ 2011146 A CZ2011146 A CZ 2011146A CZ 303211 B6 CZ303211 B6 CZ 303211B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
catalyst
ion exchange
affinity
polymer
acylating agent
Prior art date
Application number
CZ20110146A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2011146A3 (en
Inventor
Jerábek@Karel
Hanková@Libuše
Holub@Ladislav
Corain@Benedetto
Zecca@Marco
Centomo@Paolo
Bonato@Irene
Original Assignee
Ústav chemických procesu Akademie ved Ceské republiky
Universita Degli Studi Di Padova
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 Ústav chemických procesu Akademie ved Ceské republiky, Universita Degli Studi Di Padova filed Critical Ústav chemických procesu Akademie ved Ceské republiky
Priority to CZ20110146A priority Critical patent/CZ2011146A3/en
Priority to PCT/IB2012/051324 priority patent/WO2012127414A1/en
Publication of CZ303211B6 publication Critical patent/CZ303211B6/en
Publication of CZ2011146A3 publication Critical patent/CZ2011146A3/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/06Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
    • B01J31/08Ion-exchange resins
    • B01J31/10Ion-exchange resins sulfonated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/08Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with the hydroxy or O-metal group of organic compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/40Substitution reactions at carbon centres, e.g. C-C or C-X, i.e. carbon-hetero atom, cross-coupling, C-H activation or ring-opening reactions
    • B01J2231/49Esterification or transesterification

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

The present invention relates to a strongly acid ion exchange catalyst with affinity to lipophilic reagents with sulfone aromatic nuclei of polymer skeleton in which 20 to 70 percent of the aromatic nuclei of the catalyst polymer skeleton comprise acyl groups with a chain containing 2 to 12 carbon atoms. The invention also relates to a process for preparing the above-described strongly acid ion exchange catalyst, the preparation process being characterized in that prior introduction by sulfonation of strongly acid groups the polymer skeleton is subjected to the action of am acylation agent at a temperature ranging from 50 degC up to boiling point of the acylation agent, and for a period of 1 to 4 hours.

Description

Silně kyselý ionexový katalyzátor s afinitou k lipofilním reagentům a způsob jeho přípravyStrongly acidic ion exchange catalyst with affinity for lipophilic reagents and process for its preparation

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká silně kyselého iontového katalyzátoru s afinitou k lipofilním reagentům se sulfonovanými aromatickými jádry polymemího skeletu a způsobu jeho přípravy.The present invention relates to a strongly acidic ion catalyst with affinity for lipophilic reagents with sulfonated aromatic nuclei of a polymer backbone and a process for its preparation.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Silně kyselé iontoměniče připravované sulfonací kopolymerů styrenu a divinylbenzenu se s výhodou používají jako katalyzátory různých chemických procesů nahrazující rozpustné kyseliny. Běžně jsou jako katalyzátory používány silně kyselé iontoměniče vyráběné téměř kompletní sul15 fonací kopolymeru styrenu a divinylbenzenu. Nesulfonovány zůstávají pouze stericky nedostupné a katalyticky neaktivní domény skeletu. V důsledku přítomnosti silně kyselých sulfoskupin mají konvenční ionexové katalyzátory silně hydrofilní charakter. To je činí dobře kompatibilní s polárními reagenty, avšak zhoršuje jejich užitečnost pro reakce, kterých se zúčastňují reagenty lipofilní povahy.The strongly acidic ion exchangers prepared by the sulfonation of styrene-divinylbenzene copolymers are preferably used as catalysts for various chemical processes replacing soluble acids. Conventionally, strong acid ion exchangers produced by virtually complete styrene-divinylbenzene copolymerization are used as catalysts. Only the sterically unavailable and catalytically inactive skeletal domains remain unsulfonated. Due to the presence of strongly acidic sulfo groups, conventional ion exchange catalysts are highly hydrophilic in nature. This renders them well compatible with polar reagents but detracts from their usefulness for reactions involving lipophilic reagents.

Uspokojujících výsledků lze v takových případech dosáhnout bud’ přítomností vysokých koncentrací polárních reakčních komponent, nebo použitím takzvaných makroretikulámích typů ionexových katalyzátorů, které mají část své porézní struktury nezávislou na bobtnání polymemí hmoty nebo je-li jedna reakční komponent polárnější, lze výsledky zlepšit zvýšením její koncent25 race vysoko nad stechiometrickou potřebu (Jeřábek K. et al., J. Mol. Catal. A: Chem. 333 (2010) 109 až 113).Satisfactory results in such cases can be achieved either by the presence of high concentrations of polar reaction components, or by the use of so-called macroreticular types of ion exchange catalysts having a portion of their porous structure independent of polymer swelling. race well above the stoichiometric need (Jerabek K. et al., J. Mol. Catal. A: Chem. 333 (2010) 109-113).

Pro reakce molekul s výrazně rozdílnou polaritou může být výhodné kombinovat v katalyzátoru silně kyselá hydrofilní centra a hydrofobní zóny (Mbaraka, I.K.; Shanks, B.H. J. Am. Oil Chem.For the reactions of molecules with markedly different polarities, it may be advantageous to combine strongly acidic hydrophilic centers and hydrophobic zones in the catalyst (Mbaraka, I.K .; Shanks, B. H. J. Am. Oil Chem.

Soc. 83 (2006), 79).Soc. 83 (2006) 79).

V polymemím katalyzátoru lze kombinaci lipofilních a hydrofilních zón vytvořit kopolymerací funkcionalizovaných a nefunkcionalizovaných komonomerů (Jeřábek K., Prokop Z., Revillon A.: React. Func. Polym. 33, (1997), 103). Tento postup však vyžaduje relativně drahé suroviny a ne35 umožňuje širokou kontrolu morfologie výsledných katalyzátorů.In a polymer catalyst, a combination of lipophilic and hydrophilic zones can be formed by copolymerization of functionalized and non-functionalized comonomers (Jerabek, K., Prokop, Z., Revillon, A .: React. Func. Polym., 33, (1997), 103). However, this process requires relatively expensive raw materials and does not allow broad control of the morphology of the resulting catalysts.

Metoda parciální sulfonace je pro vytvoření žádoucí vysoké disperse funkcionalizovaných a nefunkcionalizovaných míst v polymemí hmotě kopolymerů styrenu a divinylbenzenu nepříliš vhodná (Hanková L, Holub L., Jeřábek K.: React. Funct. Polym. 66 (2006) 592).The partial sulfonation method is not very suitable for creating the desired high dispersion of functionalized and non-functionalized sites in the polymer mass of styrene-divinylbenzene copolymers (Hanková L, Holub L., Jeřábek K .: React. Funct. Polym. 66 (2006) 592).

Kobayashi se spolupracovníky popsali přípravu hydrofobních katalyzátorů se silně kyselými sulfoskupinami, avšak jimi navržený postup založený na zavedení velmi dlouhých alkylových nebo acylových skupin do polymemího skeletu umožňuje přípravu katalyzátorů s pouze velmi nízkou koncentrací kyselých skupin vhodných pro speciální reakce ve vodném prostředí (IimuraKobayashi and coworkers have described the preparation of hydrophobic catalysts with strongly acidic sulfo groups, but the process proposed by them based on the introduction of very long alkyl or acyl groups into the polymer backbone allows the preparation of catalysts with only a very low concentration of acid groups suitable for special reactions in aqueous media

S., Manabe K., Kobayashi S.: Org. Letters 5, (2003) 101 a Org. Biomol. Chem. I (2003) 2416).S., Manabe, K., Kobayashi, S., Org. Letters 5, (2003) 101 and Org. Biomol. Chem. I (2003) 2416).

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Podstata vynálezu silně kyselého iontového katalyzátoru s afinitou k lipofilním reagentům se sulfonovanými aromatickými jádry polymemího skeletu spočívá v tom, že 20 až 70 % aromatických jader polymemího skeletu katalyzátoru obsahuje acylové skupiny s řetězcem 2 až 12 atomů uhlíku.SUMMARY OF THE INVENTION The strongly acidic ionic catalyst having affinity for lipophilic reagents having sulfonated aromatic cores of the polymer backbone is characterized in that 20 to 70% of the aromatic cores of the polymeric backbone catalyst contain 2 to 12 carbon acyl groups.

-1 CZ 303211 B6-1 CZ 303211 B6

Podstatným znakem vynálezu způsobu přípravy katalyzátoru je, že před zavedením silně kyselých skupin sulfonací se polymemí skelet vystaví účinkům acylaěního činidla při teplotě od 50 °C až do teploty varu acylaěního činidla a po dobu 1 až 4 hodiny.An essential feature of the process for preparing the catalyst is that before the introduction of the strongly acidic groups by sulfonation, the polymer skeleton is exposed to the acylating agent at a temperature of from 50 ° C to the boiling point of the acylating agent and for 1 to 4 hours.

Tento způsob lze dále s výhodou rozvíjet či konkretizovat následnými postupy:This method can be further advantageously developed or specified by the following procedures:

Před řízenou acylací se acy lační činidlo nechá působit na polymemí skelet pri normální teplotě po dobu 1 až 24 h.Prior to controlled acylation, the acylating agent is allowed to act on the polymer backbone at normal temperature for 1 to 24 h.

io Jako výchozí základ polymemího skeletu se použijí gelové nebo makroretikulární kopolymery styrenu a technického divinylbenzenu s obsahem 1 až 40 mol. % divinylbenzenu.Gel or macroreticular copolymers of styrene and technical divinylbenzene containing from 1 to 40 moles are used as the starting basis of the polymer backbone. % divinylbenzene.

Acylaění činidlo obsahuje 2 až 12 atomů uhlíku aje s výhodou vybráno ze skupiny acylhalidů.The acylating agent contains 2 to 12 carbon atoms and is preferably selected from the group of acyl halides.

Zakotvení acy lových skupin do polymemího skeletu umožňuje vytvoření adsorpčních center pro lipofilní reagenty. Dochází k tomu tím, že acylace desaktivuje benzenové jádro pro následující sulfonací a nesulfonovaná benzenová jádra si tak zachovávají lipofilní povahu. Jako adsorpční centra pro lipofilní reagenty také slouží alkyiové řetězce acylových skupin. Příznivé působení přítomnosti adsorpčních center pro lipofilní reagenty na průběh katalýzo váné reakce lze očekávat pouze v sousedství hydrofilních silně kyselých sulfo-skupin. Je proto třeba volit podmínky acylace tak, aby probíhala do požadovaného stupně v celém objemu polymemí hmoty nosiče co nejrovnoměměji. Tomuto cíli prospívá zabezpečení dobrého zbobtnání výchozího polymeru během acylace buď v přebytku acylaěního Činidla, nebo přísadou inertního rozpouštědla bobtnajícího styrenické polymery, jako např. 1,2-dichloretan. Pri následné koncentrační sulfonací jsou pak sil25 ně kyselé hydrofilní skupiny zavedeny především na neacylovaná místa a převážná část acylovaných aromatických jader polymemího nosiče zůstane nesulfonována. Výsledný polymer má nižší výměnnou kapacitu než konvenční silně kyselé iontoměniěe používané jako katalyzátory. Za podmínek, kdy je v reakční směsi velký přebytek polárních složek sice vykazuje nižší katalytickou aktivitu než za stejného výchozího polymeru konvenčně připravený iontoměnič, avšak v prostředí s nízkou (a z technologického hlediska často výhodnou) koncentrací polárních složek je aktivita silně kyselých iontoměničových katalyzátorů připravených podle tohoto vynálezu výrazně vyšší.Anchoring the acyl groups to the polymer backbone allows the formation of adsorption centers for lipophilic reagents. This is because acylation deactivates the benzene nucleus for subsequent sulfonation, and the unsulfonated benzene nuclei thus retain a lipophilic nature. The alkyl chains of the acyl groups also serve as adsorption centers for the lipophilic reagents. The beneficial effect of the presence of lipophilic reagent adsorption centers on the catalyzed reaction can only be expected in the vicinity of hydrophilic, strongly acidic sulfo groups. It is therefore necessary to select the acylation conditions so that they proceed to the desired degree throughout the polymer volume of the carrier material as evenly as possible. This objective benefits from ensuring good swelling of the starting polymer during acylation, either in excess of the acylating agent or by the addition of an inert solvent swelling styrenic polymers such as 1,2-dichloroethane. In the subsequent concentration sulfonation, the strongly acidic hydrophilic groups are then introduced primarily at the non-acylated sites and the bulk of the acylated aromatic nuclei of the polymeric carrier will remain unsulfonated. The resulting polymer has a lower exchange capacity than conventional strong acidic ion exchangers used as catalysts. Under conditions where there is a large excess of polar constituents in the reaction mixture, it exhibits lower catalytic activity than conventionally prepared ion exchanger in the same starting polymer, but in an environment with low (and often technologically preferred) concentration of polar constituents invention significantly higher.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad 1Example 1

10 g kopolymeru styrenu a divinylbenzenu s obsahem 2 % divinylbenzenu bylo přelito 100 ml acetyl chloridu a ponecháno přes noc bobtnat. Druhý den byl ke směsi za míchání po částech přidán chlorid hlinitý (alternativně 5 nebo 7,5 g) a pod zpětným chladičem pak byl obsah baňky po dobu 3 hodin zahříván při teplotě varu acetylchloridu (51 až 52 °C). Po ochlazení byla reakce ukončena přídavkem 50 ml vody, polymer byl převeden na kolonu a promýván nejprve směsí kyseliny chlorovodíkové s dioxanem (1:1) a pak směsí deionizované vody a dioxanem (1:1) až do ztráty reakce na chloridy (přídavek roztoku AgNO3). Na závěr byl polymer promyt methanolem a vysušen. Po reakci hmotnost polymeru vzrostla o 20,7 %, což odpovídá acylací přibližně 50 % aromatických jader polymeru.10 g of styrene-divinylbenzene copolymer containing 2% divinylbenzene were poured over 100 ml of acetyl chloride and allowed to swell overnight. The next day, aluminum chloride (alternatively 5 or 7.5 g) was added portionwise to the mixture while stirring, and the contents of the flask were heated at reflux temperature of acetyl chloride (51-52 ° C) for 3 hours. After cooling, the reaction was quenched by the addition of 50 ml of water, the polymer was transferred to the column and washed first with a 1: 1 mixture of hydrochloric acid and dioxane followed by a 1: 1 mixture of deionized water and dioxane until loss of reaction to chlorides. 3 ). Finally, the polymer was washed with methanol and dried. After the reaction, the weight of the polymer increased by 20.7%, which corresponds to the acylation of approximately 50% of the aromatic nuclei of the polymer.

Příklad 2 g kopolymeru styrenu a divinylbenzenu s obsahem 2% divinylbenzenu bylo přelito 50 mlExample 2 g of a styrene-divinylbenzene copolymer containing 2% divinylbenzene were poured over 50 ml

1,2-dichloretanu a 50 ml butyry leh loridu a ponecháno přes noc bobtnat. Druhý den byl ke směsi za míchání po částech přidán chlorid hlinitý (alternativně 5 nebo 7,5 g) a pod zpětným chladičem1,2-dichloroethane and 50 ml of butyryl chloride are allowed to swell overnight. The next day, aluminum chloride (alternatively 5 or 7.5 g) was added portionwise to the mixture while stirring, under reflux.

-2CZ 303211 B6 pak byl obsah baňky po dobu 3 hodin zahříván při teplotě varu směsi (85 až 90 °C). Po ochlazení byla reakce ukončena přídavkem 50 ml vody, polymer byl převeden na kolonu a promýván nejprve směsí kyseliny chlorovodíkové sdioxanem (1:1) a pak směsi deionizované vody sdioxanem (1:1) až do ztráty reakce na chloridy (přídavek roztoku AgNO3). Na závěr byl polymer promyt methanolem a vysušen. Po reakci hmotnost polymeru vzrostla o 36,7 %, což odpovídá acylaci přibližně 50 % aromatických jader polymeru.The flask contents were then heated at the boiling point of the mixture (85-90 ° C) for 3 hours. After cooling, the reaction was quenched by the addition of 50 ml of water, the polymer was transferred to the column and washed first with a 1: 1 mixture of hydrochloric acid and then a 1: 1 mixture of deionized water until the reaction to chloride disappeared (AgNO 3 solution added). . Finally, the polymer was washed with methanol and dried. After the reaction, the weight of the polymer increased by 36.7%, corresponding to the acylation of approximately 50% of the aromatic nuclei of the polymer.

Příklad 3 g kopolymeru styrenu a divinylbenzenu s obsahem 2 % divinylbenzenu bylo přelito 50 mlExample 3 g of styrene-divinylbenzene copolymer containing 2% divinylbenzene were poured over 50 ml

1,2-dichloretanu a 50 ml oktanoylchloridu a ponecháno přes noc bobtnat. Druhý den byl ke směsi za míchání po částech přidán chlorid hlinitý (alternativně 5 nebo 7,5 g) a pod zpětným chladiče pak byl obsah baňky po dobu 3 hodin zahříván při teplotě varu směsi (85 až 90 °C). Po ochlazení ís byla reakce ukončena přídavkem 50 ml vody, polymer byl převeden na kolonu a promýván nejprve směsí kyseliny chlorovodíkové s dioxanem (1:1) a pak směsí deionizované vody s dioxanem (1:1) až do ztráty reakce na chloridy (přídavek roztoku AgNC^). Na závěr byl polymer promyt methanolem a vysušen. Po reakci hmotnost polymeru vzrostla o 36,7 % což odpovídá acylaci přibližně 50 % aromatických jader polymeru.1,2-dichloroethane and 50 ml octanoyl chloride and allowed to swell overnight. The next day, aluminum chloride (alternatively 5 or 7.5 g) was added portionwise to the mixture while stirring, and the contents of the flask were heated to reflux (85-90 ° C) for 3 hours. After cooling, the reaction was quenched by the addition of 50 ml of water, the polymer was transferred to the column and washed first with a 1: 1 mixture of hydrochloric acid and dioxane and then with a 1: 1 mixture of deionized water until the reaction to chloride disappeared. AgNCl 3). Finally, the polymer was washed with methanol and dried. After the reaction, the weight of the polymer increased by 36.7%, corresponding to the acylation of approximately 50% of the aromatic nuclei of the polymer.

Příklad 4Example 4

Sulfonace všech acylovaných polymerů připravených postupy popsanými v příkladech 1 až 3 25 a srovnávacího neacylovaného polymeru byla prováděna následujícím, běžně používaným postupem: 10 g polymeru bylo přes noc přebobtnáno v přebytku l,2-dichlorethanu. Druhý den byl přebytek rozpustidla odsát a zbobtnalý polymer byl přelit 40 ml 96 % HsSO4. Směs pak byla za míchání 3 hodiny zahřívána pod zpětným chladičem na teplotu varu 1,2-dichloetanu (84 °C).The sulfonation of all the acylated polymers prepared by the procedures described in Examples 1 to 32 and the comparative non-acylated polymer was carried out as follows: 10 g of polymer was swelled overnight in excess of 1,2-dichloroethane. The next day the excess aspirated Solvents and swollen polymer was poured 40 ml of 96% HsSO fourth The mixture was then refluxed with 1,2-dichloroethane (84 ° C) for 3 hours with stirring.

Po vychladnutí byl obsah reakční nádoby naředěn několika porcemi postupně zřeďované kyseliny 30 sírové a posléze promyt de ionizovanou vodou do neutrální reakce. Výsledný katalyzátor pak byl vysušen přes noc při 110 °C a přechováván v exsikátoru nad oxidem fosforečným. Přehled podmínek přípravy katalyzátoru.After cooling, the contents of the reaction vessel were diluted with several portions of successively dilute sulfuric acid 30 and then washed with deionized water until neutral. The resulting catalyst was then dried overnight at 110 ° C and stored in a desiccator over phosphorus pentoxide. Overview of catalyst preparation conditions.

Tabulka 1Table 1

Přehled podmínek přípravy a výsledné výměnné kapacity katalyzátorů připravených postupy popsanými v příkladech l až 4.Overview of the preparation conditions and the resulting exchange capacity of the catalysts prepared by the procedures described in Examples 1-4.

Katalyzátor Catalyst 0 0 A AND B (B) C C D D E E F F Podmínky acylace Conditions acylation Acetylchlorid (ml) Acetyl chloride (ml) - - 100 100 ALIGN! 100 100 ALIGN! - - - - Butyrylchlorid (ml) Butyryl chloride (ml) - - - - - - 50 50 50 50 Oktanoylchlorid (ml) Octanoyl chloride (ml) - - - - - - - - - - 50 50 50 50 AlCla (g) AlCla (g) - - 5 5 7.5 7.5 5 5 7.5 7.5 5 5 7.5 7.5 Dichlorethan (ml) Dichloroethane (ml) - - - - - - 50 50 50 50 50 50 50 50 Vým. kapacita po sulfonaci, meq/g Swap. capacity after sulfonation, meq / g 5,30 5.30 4,16 4.16 4,03 4.03 3,97 3.97 3,25 3.25 3,54 3.54 2,87 2.87

Příklad 5Example 5

Aktivita ionexových katalyzátorů připravených postupy popsanými v příkladech 1 až 4 byla testována pro reakci esterifikace kyseliny stearové metanolem v průtokovém reaktoru. Testy byly prováděny s konstantní navážkou 0,5 g katalyzátoru. Teplota reakce byla 85 C a do reaktoru byla nastrikována směs roztoku 5 hmot. % kyseliny stearové v jedlém oleji a metanolu v poměruThe activity of the ion exchange catalysts prepared by the procedures described in Examples 1-4 was tested for the reaction of esterification of stearic acid with methanol in a flow reactor. The tests were carried out with a constant weight of 0.5 g of catalyst. The reaction temperature was 85 ° C and a 5 wt. % stearic acid in edible oil and methanol in a ratio

-3CZ 303211 B6 odpovídajícím alternativně koncentraci metanolu 20 a 5 hmotn. %. Rychlost nástřiku reakční směsí v poměru k navážce katalyzátoru (W/F) byla volena tak, aby bylo dosahováno relativně nízkých konversť kyseliny, kdy je hodnota konverse lépe úměrná aktivitě katalyzátoru. Výsledky testů, do kterých byl pro srovnání zařazen i konvenčně připravený, neacylovaný katalyzátor (katalyzátor 0) jsou uvedeny v tabulce 2.Corresponding to a methanol concentration of 20 and 5 wt. %. The feed rate of the reaction mixture relative to the catalyst weight (W / F) was chosen to achieve relatively low acid conversions, where the conversion value is more proportional to the catalyst activity. The results of the tests, which included a conventionally prepared, non-acylated catalyst (Catalyst 0) for comparison, are shown in Table 2.

Tabulka 2 io Výsledky testů aktivity katalyzátorů připravených postupy popsanými v příkladech 1 až 4.Table 2 Results of catalyst activity tests prepared by the procedures described in Examples 1-4.

W/F (g kat,h)/(kg oleje) W / F (g cat, h) / (kg of oil) Koncentrace MeOH., hmot. % Concentration of MeOH. % Konverze kys. stearové, % Stearic acid conversion,% 0 0 A AND B (B) C C D D E E F F 6,5 6.5 20 20 May 47,1 47.1 33,7 33.7 24,5 24.5 25,8 25.8 17,2 17.2 50,8 50.8 42,3 42.3 13 13 20 20 May 75,3 75.3 60,2 60.2 45,7 45.7 45,3 45.3 30,8 30.8 73,2 73.2 65,0 65.0 6,5 6.5 5 5 3,1 3.1 7,4 7.4 8,3 8.3 10,8 10.8 12,7 12.7 14,5 14.5 17,8 17.8 13 13 5 5 7,0 7.0 11,7 11.7 14,2 14.2 18,9 18.9 25,2 25.2 27,7 27.7 28,7 28.7

Tabulka 3Table 3

Objemy lože katalyzátorů připravených postupy popsanými v příkladech 1 až 4 při různých koncentracích metanolu v reakční směsi.Catalyst volumes prepared as described in Examples 1 to 4 at different methanol concentrations in the reaction mixture.

Koncentrace hmot. % Mass concentration % MeOH., MeOH., Objem Volume lože katalyzátoru, ml/g catalyst bed, ml / g 0 0 A AND B (B) C C D D E E F F 20 20 May 6,2 6.2 3,5 3.5 3,3 3.3 3,1 3.1 2,5 2.5 4,5 4,5 3,6 3.6 5 5 2,7 2.7 2,3 2.3 2,6 2.6 2,6 2.6 2,6 2.6 2,4 2.4 2,5 2.5

Koncentrace metanolu 20 hmot. % odpovídala nasycení až přesycení olejové fáze metanolem a za těchto podmínek byl metanolem plně nasycen i katalyzátor. Konvenčně připravený srovnávací katalyzátor 0 byl při této koncentraci metanolu výrazně zbobtnán (tabulka 3) a jeho kataly25 tická aktivita byla vysoká (tabulka 2), Při omezení koncentrace polárních reagentů (metanolu) v reakční směsi zbobtnání i aktivita konvenčně připraveného katalyzátoru 0 prudce klesla. Naproti tomu po snížení koncentrace metanolu byl pokles aktivity katalyzátorů připravených podle tohoto vynálezu daleko nižší. Ve srovnání s konvenčně připraveným katalyzátorem 0 byla při snížené koncentraci metanolu aktivita katalyzátorů A až F připravených s využitím acylace 3 až 5x vyšší.Methanol concentration 20 wt. % corresponded to saturation to supersaturation of the oil phase with methanol and under these conditions the catalyst was fully saturated with methanol. The conventionally prepared comparative catalyst 0 was significantly swelled at this methanol concentration (Table 3) and its catalytic activity was high (Table 2). By limiting the concentration of polar reagents (methanol) in the reaction mixture the swelling and the activity of conventionally prepared catalyst 0 decreased sharply. In contrast, after decreasing the methanol concentration, the decrease in activity of the catalysts prepared according to the invention was much lower. Compared to conventionally prepared Catalyst 0, the activity of Catalysts A to F prepared using acylation was 3 to 5 times higher at a reduced methanol concentration.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Silně kyselý ionexový katalyzátor s afinitou k lipofílním regentům lze využít jako katalyzátor různých chemických procesů nahrazující rozpustné kyseliny.The strongly acidic ion exchange catalyst with affinity for lipophilic regents can be used as a catalyst for various chemical processes replacing soluble acids.

Claims (6)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 5 1. Silně kyselý ionexový katalyzátor s afinitou k lipofilním reagentům se sulfonovanými aromatickými jádry polymemího skeletu, vyznačující se tím, že 20 až 70% aromatických jader polymemího skeletu katalyzátoru obsahuje acy lově skupiny s řetězcem1. A strongly acidic ion exchange catalyst with affinity for lipophilic reagents having sulfonated aromatic cores of the polymer backbone, characterized in that 20 to 70% of the aromatic cores of the polymeric backbone of the catalyst comprise acyl groups with a chain 2 až 12 atomů uhlíku.2 to 12 carbon atoms. io 2. Způsob přípravy silně kyselých ionexových katalyzátorů s afinitou k lipofilním reagentům sulfonací aromatických jader polymemího skeletu podle nároku l, vyznačující se tím, že před zavedením silně kyselých skupin sulfonací se polymerní skelet vystaví účinkům acylačního činidla při teplotě od 50 °C až do teploty varu acylačniho Činidla a po dobu l až 4 hod.2. A process for the preparation of strongly acidic ion exchange catalysts having affinity for lipophilic reagents by sulfonating the aromatic nuclei of the polymer backbone according to claim 1, characterized in that the polymer backbone is exposed to acylating agent at a temperature of from 50 [deg.] C. up to boiling of the acylating agent and for 1 to 4 hours. 3. Způsob přípravy podle nároku 2, vyznačující se tím, že před řízenou acylaci se acylační činidlo nechá působit na polymerní skelet při normální teplotě po dobu 1 až 24 hod.The process according to claim 2, characterized in that before the acylation is controlled, the acylating agent is allowed to act on the polymer backbone at normal temperature for 1 to 24 hours. 4. Způsob přípravy podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že jako výchozíProcess according to claim 2 or 3, characterized in that it is the starting material 20 základ polymemího skeletu se použijí gelové nebo makroretikulámí kopolymery styrenu a technického divinylbenzenu s obsahem 1 až 40 mol. % divinylbenzenu.Gel or macroreticular copolymers of styrene and technical divinylbenzene containing 1 to 40 moles are used for the polymeric backbone. % divinylbenzene. 5. Způsob přípravy podle nároků 2až4, vyznačující se tím, že acylační činidlo obsahuje 2 a 12 atomů uhlíku.A process according to claims 2 to 4, characterized in that the acylating agent contains 2 and 12 carbon atoms. 6. Způsob přípravy podle nároku 5, vyznačující se tím, že acylační Činidlo je vybráno ze skupiny acylhalidů.6. A process according to claim 5 wherein the acylating agent is selected from the group of acyl halides.
CZ20110146A 2011-03-22 2011-03-22 Strongly acid ion exchange catalyst with affinity to lipophilic reagents and process for preparing thereof CZ2011146A3 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20110146A CZ2011146A3 (en) 2011-03-22 2011-03-22 Strongly acid ion exchange catalyst with affinity to lipophilic reagents and process for preparing thereof
PCT/IB2012/051324 WO2012127414A1 (en) 2011-03-22 2012-03-20 Strongly acidic ion exchanger catalyst and method of preparing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20110146A CZ2011146A3 (en) 2011-03-22 2011-03-22 Strongly acid ion exchange catalyst with affinity to lipophilic reagents and process for preparing thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ303211B6 true CZ303211B6 (en) 2012-05-23
CZ2011146A3 CZ2011146A3 (en) 2012-05-23

Family

ID=45937490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20110146A CZ2011146A3 (en) 2011-03-22 2011-03-22 Strongly acid ion exchange catalyst with affinity to lipophilic reagents and process for preparing thereof

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ2011146A3 (en)
WO (1) WO2012127414A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CS179824B1 (en) * 1975-09-10 1977-11-30 Karel Jerabek Ion exchanger catalyzer, especially for preparation of bisphenols and mode of its preparation
CS219432B1 (en) * 1981-06-03 1983-03-25 Oldrich Jerabek Complex heterogenous catalyser
EP1222960A2 (en) * 2000-12-29 2002-07-17 Rohm And Haas Company Bisphenol-A catalyst based on a sulfonated polystyrene/divinylbenzene copolymer

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3434979A (en) * 1965-05-11 1969-03-25 Harry P Gregor Oleophilic-hydrophilic ion exchange resins
DE3544210A1 (en) * 1985-12-13 1987-06-19 Bayer Ag Highly acidic cation exchangers, process for their preparation, and their use

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CS179824B1 (en) * 1975-09-10 1977-11-30 Karel Jerabek Ion exchanger catalyzer, especially for preparation of bisphenols and mode of its preparation
CS219432B1 (en) * 1981-06-03 1983-03-25 Oldrich Jerabek Complex heterogenous catalyser
EP1222960A2 (en) * 2000-12-29 2002-07-17 Rohm And Haas Company Bisphenol-A catalyst based on a sulfonated polystyrene/divinylbenzene copolymer

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
(PINHOLT CHARLOTTE, HOSTRUP SUSANE ET AL.), INFLUENCE OF ACYLATION ON THE ADSORPTION OF INSULIN TO HYDROPHOBIC SURFACES - E. PUBLIKACE 29. 12. 2010 *
(SHINYA IIMURA, KEI MANABE, SHU KOBAYASHI), (HYDROPHOBIC POLYMER-SUPPORTED CATALYST FOR ORGANIC REACTINS IN WATER: ACID-CATALYZED HYDROLYSIS OF THIOESTERS AND TRANSPROTECTION OF THIOLS; ORGANIC LETTERS, 2003, VOL. 5, NO. 2, P. 101 - 103), abstract *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2011146A3 (en) 2012-05-23
WO2012127414A1 (en) 2012-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jeong et al. Fabrication of sulfonic acid modified mesoporous silica shells and their catalytic performance with dehydration reaction of d-xylose into furfural
RU2509731C2 (en) Method of iodide removal
Chen et al. Conversion of fructose into 5-hydroxymethylfurfural catalyzed by recyclable sulfonic acid-functionalized metal–organic frameworks
CN1121442A (en) Ion exchange resin catalyzer for synthesising bisphenol and preparation thereof
CN102814195A (en) Load type acidic ionic liquid catalyst and preparation method and application thereof and preparation method of ethyl acetate and methyl oleate
CN103864973A (en) Preparation method for polymer microspheres having mixed absorption mode
CN110665542A (en) Catalyst for hydration reaction of isobutene and preparation method thereof
JP4459535B2 (en) Method for immobilizing homogeneous catalyst and catalyst material
US6235802B1 (en) High surface area adsorbents and method of preparation
CZ303211B6 (en) Strongly acid ion exchange catalyst with affinity to lipophilic reagents and process for preparing thereof
CN110156014B (en) Method for preparing hydrophobic strong acid carbon material based on alkylation reaction and hydrophobic strong acid carbon material
RU2622395C1 (en) Method of purifying glycols from impurities
Zhao et al. Mesoporous silica-immobilized aluminium chloride as a new catalyst system for the isopropylation of naphthalene
Dubey et al. Mesoporous polymer–silica catalysts for selective hydroxylation of phenol
CN105665015B (en) A kind of solid acid catalyst and its preparation method and application
Artz et al. Sulfonated covalent triazine-based frameworks as catalysts for the hydrolysis of cellobiose to glucose
Wang et al. Enhancement of catalytic properties by adjusting molecular diffusion in nanoporous catalysts
CN1555924A (en) High exchange capacity resin catalyst and its preparation method
Alcazar et al. Synthesis of sulphonated microcapsules of P (St–DVB) containing di (2-ethylhexyl) phosphoric acid
CN113976181B (en) Preparation of cobalt-based metal organic framework immobilized organic catalyst and application thereof in fuel desulfurization field
WO2014120585A1 (en) Method for performing carbon-carbon coupling reactions with cationic exchange resin supported palladium catalyst
US20010036968A1 (en) Process for preparing monodisperse cation-exchanger gels
CN112642484B (en) Universal temperature-resistant acid-reinforced resin catalyst and preparation method thereof
Alcazar et al. Sulfonation of microcapsules containing selective extractant agents
Valtchev et al. 1. Zeolites and MOFs? Dare to Know Them!

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20140322