DE1568487B2 - Process for the preparation of acrylic acid and methacrylic acid oxypropyl or oxyethyl esters - Google Patents

Process for the preparation of acrylic acid and methacrylic acid oxypropyl or oxyethyl esters

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DE1568487B2 DE19661568487 DE1568487A DE1568487B2 DE 1568487 B2 DE1568487 B2 DE 1568487B2 DE 19661568487 DE19661568487 DE 19661568487 DE 1568487 A DE1568487 A DE 1568487A DE 1568487 B2 DE1568487 B2 DE 1568487B2
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/52Esters of acyclic unsaturated carboxylic acids having the esterified carboxyl group bound to an acyclic carbon atom
    • C07C69/533Monocarboxylic acid esters having only one carbon-to-carbon double bond
    • C07C69/54Acrylic acid esters; Methacrylic acid esters

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Description

pumpt man innerhalb einer Stunde 290 g Propylenoxid in das Druckgefäß. Man läßt abkühlen und destilliert nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur das Reaktionsprodukt im Vakuum. Man erzielt unter diesen Bedingungen nach der Isolierung und Reinigung einen Umsatz von mehr als 85% bezogen auf die eingesetzte Methacrylsäure. Der destillierte Methacrylsäurehydroxypropylester siedet bei 90 bis 93°C/6 mm Hg und ist durch Propylenglykol-dimethacrylat nicht verunreinigt. Ausbeute 506 g.290 g of propylene oxide are pumped into the pressure vessel over the course of one hour. It is allowed to cool and distilled after cooling to room temperature, the reaction product in vacuo. One achieves under these Conditions after isolation and purification a conversion of more than 85% based on the used Methacrylic acid. The distilled methacrylic acid hydroxypropyl ester boils at 90 to 93 ° C / 6 mm Hg and is not contaminated by propylene glycol dimethacrylate. Yield 506g.

Beispiel 2Example 2

In einem Druckgefäß wird eine Mischung von 300 g Acrylsäure, 0,3 g Methylenblau und 8 g Triphenylphosphin vorgelegt. Das Reaktionsgefäß wird mit Stickstoff gespült und auf 85° C erhitzt. Innerhalb 1 h werden dann 300 g Propylenoxid in den Ansatz gegeben. Man verfolgt die Umsetzung zum Hydroxypropylester der Acrylsäure durch Bestimmung der Säurezahl und kühlt bei einer Säurezahl von 10 auf Zimmertemperatur ab. Die Umsetzung wird bei Zimmertemperatur völlig gestoppt. Nach 24 h wird aufgearbeitet und in einer Ausbeute von 90 % der Theorie Acrylsäurehydroxypropylester erhalten. Kp.: 70 bis 7TC/2 mm Hg. Der Acrylsäureester ist nicht durch Glykoldiacrylat verunreinigt.A mixture of 300 g of acrylic acid, 0.3 g of methylene blue and 8 g of triphenylphosphine is placed in a pressure vessel submitted. The reaction vessel is flushed with nitrogen and heated to 85 ° C. Within 300 g of propylene oxide are then added to the batch for 1 hour. The conversion to the hydroxypropyl ester is followed of acrylic acid by determining the acid number and cools at an acid number of 10 Room temperature. The reaction is stopped completely at room temperature. After 24 hours, it is worked up and obtained in a yield of 90% of theory hydroxypropyl acrylate. Kp .: 70 to 7TC / 2 mm Hg. The acrylic acid ester is not through Glycol diacrylate contaminated.

Beispiel 3Example 3

In einem Reaktionsgefäß wird eine Mischung aus 300 g Methacrylsäure, 2 g Phenothiazin, 6 g Tributylphosphin und 20 g Benzol vorgelegt. Innerhalb von Π/2 h werden bei 900C 350 g Propylenoxid und 2 g 2,4-Dinitrodiphenylamin in den Reaktionsraum eingebracht. In einer Ausbeute von über 90% wird Methacrylsäurehydroxypropylester, frei von Nebenprodukten mit der Säurezahl 10, durch fraktionierte Destillation gewonnen; Kp. 90 bis 93° C/6 mm Hg.A mixture of 300 g of methacrylic acid, 2 g of phenothiazine, 6 g of tributylphosphine and 20 g of benzene is placed in a reaction vessel. 350 g of propylene oxide and 2 g of 2,4-dinitrodiphenylamine are introduced into the reaction space at 90 ° C. within 1/2 hour. In a yield of over 90%, methacrylic acid hydroxypropyl ester, free of by-products with an acid number of 10, is obtained by fractional distillation; Bp. 90 to 93 ° C / 6 mm Hg.

Beispiel 4Example 4

In einem Reaktionsgefäß werden eine Mischung aus 300 g Acrylsäure und 6 g Dibutylphosphit und eine Mischung aus 450 g Propylenoxid und 2 g Phenothiazin bei 1000C zur Reaktion gebracht. Das Druckgefäß wird vor der Umsetzung durch Spülen mit Stickstoff von Sauerstoffspuren befreit, die Umsetzung selbst erfolgt in Gegenwart von Stickstoff als Inertgas bei einem Stickstoffpartialdruck von 6 atü.In a reaction vessel a mixture of 300 g acrylic acid and 6 g of dibutyl phosphite and a mixture of 450 g of propylene oxide and 2 g of phenothiazine at 100 0 C are reacted. The pressure vessel is freed from traces of oxygen by purging with nitrogen before the reaction; the reaction itself takes place in the presence of nitrogen as an inert gas at a nitrogen partial pressure of 6 atmospheres.

Man erhält nach 2 h Reaktion ein Reaktionsgemisch frei von Polymerisaten, das schon beim Abkühlen auf 500C nicht mehr weiter reagiert und das noch 30% der eingesetzten Acrylsäure enthält. Nach dem Aufarbeiten durch fraktionierte Destillation erhält man den Acrylsäurehydroxypropylester vom Kp. 70 bis 71°C/2 mm Hg, frei von Äthylenglykoldiacrylat.After 2 hours of reaction, a reaction mixture free of polymers is obtained which no longer reacts even on cooling to 50 ° C. and which still contains 30% of the acrylic acid used. After working up by fractional distillation, the hydroxypropyl acrylate is obtained with a boiling point of 70 to 71 ° C./2 mm Hg, free from ethylene glycol diacrylate.

Beispiel 5 ·Example 5

Arbeitet man unter Bedingungen wie in Beispiel 4 und verwendet statt des Dibutylphosphits Triäthylphosphit, dann erhält man nach 2 h Reaktionsdauer dieselbe Verbindung, welche noch 20 % der eingesetzten Acrylsäure enthält, und nach dem Abkühlen auf 5O0C nicht mehr weiterreagiert.Is carried out under conditions as in Example 4 and used in place of Dibutylphosphits triethyl phosphite, then obtained after 2 hours of reaction the same compound, which still contains 20% of acrylic acid employed, and no longer responds by cooling to 5O 0 C.

Claims (1)

1 21 2 estern gegenüber einer thermisch initiierten Polymeri-esters compared to a thermally initiated polymer Patentanspruch: sation und gegenüber einer Bildung von GlykoldiesternClaim: sation and against the formation of glycol diesters sehr zu, wenn Ester mit einer Säurezahl von wenigervery too if esters with an acid number of less Verfahren zur Herstellung von Oxypropyl- bzw. als 2 gebildet werden. Bei einer Verwendung von FeCl3 Oxyäthylestern der Acrylsäure bzw. Methacryl- 5 als Katalysator läuft die Reaktion von Acrylsäure oder säure durch Umsetzung von Propylenoxid oder Methacrylsäure mit Äthylenoxid oder Propylenoxid Äthylenoxid mit Acrylsäure oder Methacrylsäure auch nach dem Abkühlen der Reaktionsmischung in Gegenwart eines Katalysators, und gegebenen- weiter und die Herstellung von Produkten mit niederer falls eines Lösungsmittels zweckmäßig bei 80 bis definierter Säurezahl ist praktisch unmöglich. Die 13O0C, dadurch gekennzeichnet, daß io Katalysatoren gemäß der Erfindung erlauben nun, die man als Katalysator halogenfreies Triphenylphos- Reaktion der Alkylenoxide mit z. B. Methacrylsäure phin, Tributylphosphin, Triäthylphosphit oder jederzeit durch Abkühlen der Reaktionsmischung auf Dibutylphosphit verwendet. Temperaturen von 10 bis 25° C restlos zu unterbinden.Process for the production of oxypropyl or as 2 are formed. When using FeCl 3 oxyethyl esters of acrylic acid or methacrylic acid as a catalyst, the reaction of acrylic acid or acid takes place by reacting propylene oxide or methacrylic acid with ethylene oxide or propylene oxide, ethylene oxide with acrylic acid or methacrylic acid, even after the reaction mixture has cooled in the presence of a catalyst, and where appropriate, and the production of products with a lower, if a solvent, expediently 80 to a defined acid number is practically impossible. The 130 0 C, characterized in that io catalysts according to the invention now allow the halogen-free triphenylphos reaction of the alkylene oxides with z. B. methacrylic acid phin, tributylphosphine, triethyl phosphite or at any time by cooling the reaction mixture to dibutyl phosphite. Temperatures of 10 to 25 ° C must be completely prevented. Es ist zwar aus Journal of the American Chemical 15 Society 87, S. 2683, bekannt, tert. Phosphine undAlthough it is known from Journal of the American Chemical 15 Society 87, p. 2683, tert. Phosphines and Alkylenoxide umzusetzen, jedoch reagieren dieseReact alkylene oxides, but these react Komponenten unter Bildung von Olefinen. Die katalytische Wirksamkeit der 3wertigen Phosphorverbindungen bei der Umsetzung von Alkylenoxiden mitComponents with the formation of olefins. The catalytic effectiveness of trivalent phosphorus compounds in the reaction of alkylene oxides with Es ist bekannt, ungesättigte polymerisierbare Car- 2° ungesättigten Carbonsäuren war somit nicht vorausbonsäuren, wie Acrylsäure und Methacrylsäure mit zusehen.It is known that unsaturated polymerizable carboxylic 2 ° unsaturated carboxylic acids was therefore not vorausbonsäuren such as acrylic acid and methacrylic acid with watch. Alkylenoxiden, wie beispielsweise Äthylenoxid oder Die Verbindungen, wie z. B. Triphenylphosphin sindAlkylene oxides, such as ethylene oxide or The compounds, such as. B. triphenylphosphine Propylenoxid zu den entsprechenden Oxyalkylestem außerdem als Katalysatoren deshalb besonders gut der Acrylsäure bzw. Methacrylsäure in Gegenwart von geeignet, weil durch diese Katalysatoren irgendwelche Katalysatoren umzusetzen. Die Verwendung von sau- 25 Stabilisatoren, die eine Polymerisation der gebildeten ren Katalysatoren führt dabei mehr oder weniger zur Monomeren während der Aufarbeitung oder während Bildung von Diestern der den Alkylenoxiden zugrunde der Lagerung inhibieren, nicht desaktiviert werden, liegenden Glykole (vgl. USA.-Patentschriften 1 710 424, während z. B. Katalysatoren wie wasserfreies FeCl3 und 1 810 318), während basische Katalysatoren, wie mit manchen Inhibitoren ausfallen. Gerade bei der beispielsweise tertiäre Amine lange Reaktionszeiten 3° großtechnischen Durchführung von Umsetzungen der erfordern und nicht zu technisch interessanten Aus- Methacrylsäure oder der Acrylsäure mit Alkylenoxiden beuten führen (vgl. USA.-Patentschriften 2 484 487 ist es aber überaus wichtig, eine Bildung von PoIy- und 2 929 835). merisaten während der Herstellung und während derPropylene oxide to the corresponding oxyalkyl esters is also particularly suitable as catalysts of acrylic acid or methacrylic acid in the presence of, because these catalysts convert any catalysts. The use of cleanly 2 5 stabilizers, which performs a polymerization of the ren catalysts formed thereby more or less based inhibit the monomers during processing or during formation of diesters of the alkylene oxides storage, are not deactivated, glycols located (see FIG. USA. Patents 1,710,424, while, for example, catalysts such as anhydrous FeCl 3 and 1,810,318), while basic catalysts, as with some inhibitors, fail. Especially in the case of, for example, tertiary amines, long reaction times 3 ° lead to large-scale implementation of reactions that require and do not lead to industrially interesting methacrylic acid or acrylic acid with alkylene oxides (cf. US Pat Poly and 2 929 835). merisaten during manufacture and during the Es wurde auch schon vorgeschlagen, Acrylsäure Reinigung von (Meth-)Acrylsäureoxyalkylestern zu oder Methacrylsäure mit Äthylenoxid oder Propylen- 35 vermeiden.It has also been proposed to purify acrylic acid from (meth) acrylic acid oxyalkyl esters or methacrylic acid with ethylene oxide or propylene 35 avoid. oxid in Gegenwart von Eisen-(III)-chlorid oder von Die Zusammensetzung der Reaktionsmischungoxide in the presence of iron (III) chloride or of The composition of the reaction mixture Eisen-(III)-alkoholaten als Katalysatoren umzusetzen. wird vorteilhaft so gewählt, daß man bei der Reaktion Hierbei können nur Temperaturen gewählt werden, Carbonsäure/Alkylenoxid das Alkylenoxid bis zum die unterhalb 90° C liegen, um trotz Zusatz von Inhibi- etwa 3fachen molaren Überschuß verwendet. Bei einer toren, eine Polymerisation zu vermeiden. Bekannter- 4<> Reinigung der ungesättigten, polymerisierbaren Reakweise ist aber der Umsatz bei Temperaturen unter tionsprodukte durch Destillation sind die eventuell im 90° C gering, so daß bei dem bekannten Verfahren die Überschuß eingesetzten Alkylenoxide leichter abzu-Menge/Zeit-Ausbeute nicht über 1,5 Mol/h geht trennen.Implement iron (III) alcoholates as catalysts. is advantageously chosen so that one in the reaction Only temperatures can be selected here, carboxylic acid / alkylene oxide the alkylene oxide up to which are below 90 ° C. in order to use about 3-fold molar excess despite the addition of Inhibi-. At a prevent polymerisation. Acquaintance- 4 <> Purification of the unsaturated, polymerizable Reakweise but the conversion at temperatures below tion products by distillation are possibly in 90 ° C low, so that the excess alkylene oxides used in the known process is easier to reduce amount / time yield do not go over 1.5 mol / h separate. (vgl. deutsche Auslegeschriften 1 144 262 und Die Menge an zu verwendendem Katalysator ändert(See German Auslegeschriften 1 144 262 and The amount of catalyst to be used changes 1 147 938). 45 sich mit den Reaktionsbedingungen und den gewünsch-1 147 938). 45 deal with the reaction conditions and the desired Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von ten Umsetzungsgraden. Im allgemeinen werden 0,5 bis Oxypropyl- bzw. -äthylestern der Acrylsäure bzw. 4 Gewichtsprozent Katalysator, bezogen auf die Men-Methacrylsäure durch Umsetzung von Propylenoxid ge an eingesetzter Acryl- oder Methacrylsäure, ver- oder Äthylenoxid mit Acrylsäure oder Methacrylsäure wendet.There has now been a method for producing th conversion levels. In general, 0.5 to Oxypropyl or ethyl esters of acrylic acid or 4 percent by weight of catalyst, based on the men-methacrylic acid by converting propylene oxide to acrylic or methacrylic acid used, or ethylene oxide with acrylic acid or methacrylic acid. in Gegenwart eines Katalysators, und gegebenenfalls 5° Besonders vorteilhaft ist es, ungesättigte, polymerieines Lösungsmittels zweckmäßig bei 80 bis 13O0C, sierbare Carbonsäuren und Alkylenoxide in kontiwelches darin besteht, daß man als Katalysator halo- nuierlicher Verfahrensweise umzusetzen. Selbstvergenfreies Triphenylphosphin, Tributylphosphin, Tri- ständlich kann man inerte organische Lösungsmittel äthylphosphit oder Dibutylphosphit verwendet. dem Reaktionsansatz zusetzen wie z. B. Benzol,in the presence of a catalyst, and optionally 5 °, it is particularly advantageous, consists unsaturated polymerieines appropriate solvent at 80 to 13O 0 C, matable carboxylic acids and alkylene oxides in kontiwelches that implement the catalyst used halo- nuierlicher procedure. Self-verging triphenylphosphine, tributylphosphine, tri-course can be used inert organic solvents ethyl phosphite or dibutyl phosphite. add the reaction mixture such. B. benzene, Gegenüber den bekannten Katalysatoren haben die 55 Chlorberizol, Dimethylformamid oder Anisol. Die vorPhosphor enthaltenden Katalysatoren den Vorteil, daß teilhafteste Reaktionstemperatur liegt im allgemeinen die Umsetzung des Alkylenoxide mit der Methacryl- zwischen 80 und 1300C, bevorzugt aber zwischen säure oder mit der Acrylsäure und die nachfolgende 90 und 1100C und ist in den einzelnen Fällen durch Destillation der Ester ohne Abscheidung von Poly- Vorversuche insofern einfach zu ermitteln, als in den merisationsprodukten verläuft und eine Bildung von 6o Reaktionsmischungen die nicht umgesetzte Carbon-Diestern des Äthylenglykols oder Propylengylkols säure durch Titration mit z. B. Natronlauge ermittelt praktisch nicht stattfindet. Ein weiterer Vorteil dieser werden kann.
Phosphorkatalysatoren ist, daß die Reaktion der unge- _ . . . .
Compared to the known catalysts, the 55 have chlorberizole, dimethylformamide or anisole. The pre-phosphorus-containing catalysts have the advantage that the most favorable reaction temperature is generally the reaction of the alkylene oxide with the methacrylic between 80 and 130 0 C, but preferably between acid or with the acrylic acid and the subsequent 90 and 110 0 C and is in the individual cases by distillation of the esters without the separation of poly preliminary tests to the extent that it runs in the merization products and a formation of 6o reaction mixtures, the unreacted carbon diesters of ethylene glycol or propylene glycol acid by titration with z. B. caustic soda determined practically does not take place. Another benefit this can be.
Phosphorus catalysts are that the reaction of the un- _. . . .
sättigten Carbonsäuren mit Äthylen- oder Propylen- ei spiesaturated carboxylic acids with ethylene or propylene egg oxid nur bei Temperaturen oberhalb von etwa 5O0C 65 In einem Druckgefäß wird eine Mischung aus 350 g überhaupt abläuft. Wie nämlich aus der USA.-Patent- Methacrylsäure, 1 g Phenothiazin und 10 g Triphenylschrift 2 929 835 bekannt ist, nimmt die Empfindlich- phosphin vorgelegt, das Reaktionsgefäß dann mit keit von ungesättigten polymerisierbaren Oxyalkyl- Stickstoff gespült und auf 80° C gebracht. Anschließendoxide only at temperatures above about 5O 0 C 6 H 5 In a pressure vessel, a mixture of 350 g at all runs. As is known from the USA patent methacrylic acid, 1 g of phenothiazine and 10 g of triphenyl script 2,929,835, the sensitive phosphine is submitted, the reaction vessel is then flushed with unsaturated polymerizable oxyalkyl nitrogen and brought to 80.degree. Afterward
DE19661568487 1966-01-21 1966-01-21 Process for the preparation of acrylic acid and methacrylic acid oxypropyl or oxyethyl esters Expired DE1568487C3 (en)

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