DE1568838B2 - Verfahren zur herstellung von hydroxyalkylacrylaten oder hydroxyalkylmethacrylaten - Google Patents
Verfahren zur herstellung von hydroxyalkylacrylaten oder hydroxyalkylmethacrylatenInfo
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- DE1568838B2 DE1568838B2 DE1966J0030818 DEJ0030818A DE1568838B2 DE 1568838 B2 DE1568838 B2 DE 1568838B2 DE 1966J0030818 DE1966J0030818 DE 1966J0030818 DE J0030818 A DEJ0030818 A DE J0030818A DE 1568838 B2 DE1568838 B2 DE 1568838B2
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hydroxyalkylacrylaten oder Hydroxyalkylmethacrylaten
durch Umsetzung von Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Alkylenoxiden bei Temperaturen von
50 bis 1200C in Gegenwart einer Eisen(III)-Verbindung als Katalysator und gegebenenfalls eines Polymerisationsinhibitors.
Zur Herstellung von Hydroxyalkylacrylaten oder Hydroxyalkylmethacrylaten
durch Umsetzungeines Alkylenoxids mit Acrylsäure oder Methacrylsäure sind alkalische
Katalysatoren wirksam. Beispiele dafür sind Pyridin (US-PS 24 84 487) und Natriummethacrylat
(US-PS 30 38 886).
Die Verfahren der vorgenannten Patentschriften sind jedoch technisch nicht zufriedenstellend, da die Reaktionszeiten
24 bis 48 Stunden betragen und die Ausbeuten niedrig sind und zum Beispiel nur etwa 50%
betragen.
In der US-PS 30 59 024 ist die Verwendung eines Tetraalkylammoniumsalzes als Katalysator beschrieben;
hierdurch wird die Reaktionszeit auf etwa 7 Stunden verringert. Obwohl bei diesem Verfahren die Ausbeute
auf über 90% erhöht wird, ist die genannte Reaktionszeit für die Praxis noch unerwünscht lang.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorgenannten Schwierigkeiten zu überwinden und ein technisch
vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Hydroxyalkylacrylaten oder Hydroxyalkylmethacrylaten,
insbesondere bei verkürzter Reaktionszeit, zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Hydroxyalkylacrylaten
oder Hydroxyalkylmethacrylaten durch Umsetzung von Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Alkylenoxiden
bei Temperaturen von 50 bis 1200C in Gegenwart einer Eisen(IH)-Verbindung als Katalysator und
gegebenenfalls eines Polymerisationsinhibitors gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Umsetzung
zusätzlich in Gegenwart von Kupferpulver, Quecksilber, Quecksilberverbindungen, Chrom,
Chromverbindungen oder Jod als Promotor durchführt.
Ein Vorteil des Verfahrens der Verbindung besteht darin, daß es infolge der hohen Reaktionsgeschwindigkeit
nicht notwendig ist, die Reaktion unter Druck auszuführen. Wenn der Katalysator in Acryl- oder Methacrylsäure
gelöst, die sich ergebende Lösung unter Rühren bei 50 bis 12O0C gehalten und danach das
Alkylenoxid in Form einer Flüssigkeit oder eines Gases in die Lösuung eingeblasen wird, verläuft die Reaktion
spontan. Hierdurch lassen sich die Anlagekosten verringern.
Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Reaktionsgeschwindigkeit sowohl der Konzentration
des Alkylenoxids als auch der Konzentration des Katalysators direkt proportional ist und zur Konzentration
an Acrylsäure oder Methacrylsäure nicht in Beziehung steht. Daher wird, sogar wenn die Konzentration
an Acrylsäure oder Methacrylsäure gegen Ende der Reaktion geringer wird, die Reaktionsgeschwindigkeit
nicht verringert, und die nichtumgesetzte Acrylsäure oder Methacrylsäure wird während kurzer Zeit
weitgehend aufgebraucht, vorausgesetzt, daß dem Reaktionssystem kontinuierlich Alkylenoxid zugeführt
wird.
Während der Reaktion kann eine geringe Menge eines herkömmlichen Polymerisationsinhibitors, wie
Gerbsäure, N,N'-Di-2-naphtyl-p-phenylendiamin zugegeben werden.
Eine besondere Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung besteht darin, daß man die Umsetzung in
Gegenwart einer Chromverbindung und einer Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumverbindung, eines Amins
oder von Pyridin durchführt.
Bei Verwendung von Hydrochinon als Polymerisationsinhibitor wird Hydrochinon mit der Eisen(III)-Verbindung
zu Chinon oxidiert, und es ist schwierig, dieses Chinon durch irgendein Reinigungsverfahren
vollständig zu entfernen. Daher können immer gelbliche Produkte erhalten werden. Es ist deshalb unzweckmäßig,
Hydrochinon als Polymerisationsinhibitor zu verwenden. In bezug auf die Polymerisationshemmung
ist jedoch Hydrochinon der beste Inhibitor. Um mit dem anderen Polymerisationsinhibitor dieselbe Wirkung
zu erzielen, wie sie mit Hydrochinon erreicht wird, sollte immer das Zwei- bis Zehnfache der Hydrochinonmenge
verwendet werden.
Gewöhnlich wird das Hydroxyalkylacrylat oder Hydroxyalkylmethacrylat in einem organischen Lösungsmittel
mit einem anderen Vinylmonomeren copolymerisiert, und das sich ergebende Copolymerisat
wird als ein wärmehärtbares Acrylharz-Überzugsmaterial verwendet. Bei der Synthese eines solchen Acrylharz-Überzugsmaterials
unter Verwendung eines Hydroxyalkylacrylates oder Hydroxyalkylmethacrylates, das mit einer Eisen(III)-Verbindung als Katalysator
und den erfindungsgemäß verwendeten Promotoren erhalten wurde, kann oft eine leichte Trübung verursacht
werden. Diese Trübung wird stark, wenn zur Polymerisation ein Produkt eingesetzt wird, das lange
mit dem Katalysator erhitzt worden ist.
Es ist daher erforderlich, falls die Verfahrensprodukte gereinigt werden, die Berührungszeit mit dem Katalysator
zu verringern und auf die Bauweise der Destillationskolonne und deren Arbeitsweise zu achten.
Es ist nun gefunden worden, daß selbst bei Verwendung von Hydrochinon als Polymerisationsinhibitor
das Verfahrensprodukt nicht gefärbt ist, wenn das Verfahren in Gegenwart einer Eisen(III)-Verbindung als
Katalysator, einer Chromverbindung als Promotor und einer Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumverbindung,
eines Amins oder von Pyridin als weiterem Zusatz durchgeführt wird. Die vorgenannten Basen werden
im folgenden auch als alkalisches Material bezeichnet.
Bei der Polymerisation des Verfahrensproduktes
kann ein Polymerisat mit guten Eigenschaften erhalten werden. In dem polymeren Produkt findet überhaupt
keine Trübung statt, wenn aus dem unter Verwendung des erfindungsgemäßen Katalysatorsystems gebildeten
Hydroxyalkylacrylat oder Hydroxyalkylmethacrylat ein Acrylharz-Überzugsmaterial hergestellt wird. Da dies
auch zutrifft, wenn es sich bei dem Ausgangsmaterial um ein solches handelt, das durch Erhitzen der Reaktionsmischung
mit einem Katalysator während langer Zeit erhalten wurde, kann ohne Berücksichtigung der
Reinigungsstufe ein Produkt hoher Qualität erhalten
werden. Zur weiteren Veranschaulichung dieses Ergebnisses im einzelnen werden in der folgenden Tabelle I
Vergleichsbeispiele gezeigt, in welchen andere Katalysatorsysteme und andere Polymerisationsinhibitoren
für freie Radikale unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 6 verwendet wurden. Die Reaktionsausbeute
betrug etwa 95%, und in jedem der Beispiele mit Ausnahme des Vergleichsbeispiels H, bei dem
kein Chromsäureanhydrid vorhanden war, so daß die Reaktionsausbeute nur 89% betrug, wurde kaum ein
Verlust durch Polymerisation festgestellt. Bei der Verwendung von Hydrochinon betrug die Destillationsausbeute nicht weniger als 90%,'und es wurde keine
Polymerisation des Destillationsrückstandes gefunden. Bei der Verwendung von Gerbsäure polymerisierte
andererseits der Destillationsrückstand, sobald etwa 60% abdestilliert waren. Die Reinheit des Produktes
betrug in jedem Beispiel etwa 99 Gew.-%, mit Ausnahme des Vergleichsbeispiels II, bei welchem Chromsäureanhydrid
nicht enthalten, die Menge an nichtumgesetzter Acrylsäure groß und die Reinheit des
Produkts hierdurch niedrig war.; Bei Verwendung von Gerbsäure war die Farbe des Produkts ausgezeichnet.
Demgegenüber ergab bei der Verwendung von Hydrochinon nur das Beispiel 6, bei dem Eisen(III)-chlorid,
Chromsäureanhydrid und Natriumcarbonat enthalten waren, ein Produkt von ausgezeichneter Farbe, wobei
die Farbe des Produkts im Falle des Fehlens von Natriumcarbonat mehr als 100 APHA und im Falle
des Fehlens von Chromsäureanhydrid 30 APHA betrug. Bei Anwesenheit von Natriumcarbonat wurde
ein Polymerisat mit ausgezeichneten Eigenschaften erhalten. Demgegenüber trat beim Fehlen von Natriumcarbonat
in dem sich ergebenden Polymerisat eine Trübung auf.
Beispiel 6 | Vergleichs beispiel I |
Vergleichs- : beispiel II |
Vergleichs beispiel III |
Vergleichs beispiel IV |
|
Katalysator, 4 g . | Eisen(III)- chlorid |
Eisen(IH)- chlorid |
Eisen(III)- chlorid |
Eisen(III)- chlorid · .·. |
Eisen(III)- chlorid, ..;.- |
Promotor, 0,5 g | Chromsäure anhydrid |
Chromsäure anhydrid |
Chromsäure anhydrid |
Chromsäure anhydrid |
|
Alkalischer Zusatz, 1 g | Natrium carbonat |
Natrium carbonat |
Natrium carbonat |
||
Polymerisations inhibitor, 0,05 g |
Hydrochinon | Hydrochinon | Hydrochinon | Gerbsäure ,: ..,;..,.. | Gerbsäure , |
Reaktionsausbeute, % | 94 | 96 | 89 .":'■ ■ ,:.:;' | 94i;· - : | 95·- ■.'■ \*J |
Destillationsausbeute, % | 93 | 93 | .■;·. 92; ;··;: ;'-;' -y ■■ | ■Γ65 '--'-^r ;-;i-·· | |
Reinheit des Produktes,: Gew.-% |
99 | 99 | ir99; Wt***<*;_■■** | ||
Farbe des Produktes, APHA . |
0 | über 100 | 30 ■...'..:■ | 0 | 2 "'■ :' ' ' |
Eigenschaften des Polymerisats |
0 | X | 0 | X |
Wie aus den vorstehend erwähnten Ergebnissen ersichtlich ist, ergab nun das Beispiel 6, bei dem eine
Kombination des Katalysatorsystems der vorliegenden Erfindung und Hydrochinon verwendet wurden, zufriedenstellende
Ergebnisse sowohl in bezug auf die Reaktionsausbeute als auch die Destillationsausbeute, die
Reinheit des Produkts, die Farbe des Produkts und die Eigenschaften des Polymerisats.
Bei Verwendung des Katalysatorsystems gemäß der Erfindung wurde auch dann ein Produkt mit einer
Farbe bis zu 5 APHA erhalten, wenn 1 Gew.-% Hydrochinon zugegeben wurde.
Beim Vorhandensein von Wasser während der Reaktion besteht die Neigung zur Bildung von Chinon
durch Oxidation von Hydrochinon. Es ist daher erforderlich, die Menge des Promotors zu erhöhen. Obwohl
das Vorhandensein eines alkalischen Materials in der. Reaktionsflüssigkeit eine negative Wirkung auf die
Reaktionsgeschwindigkeit besitzt, kann dieser Effekt bei der Menge, wie sie bei der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, vernachlässigt werden. . ■ .
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können Alkylenoxide eingesetzt werden, die 2 bis 4 Kohlenstoffatome
enthalten, wie Äthylenoxid oder Propylenoxid. Die Reaktion wird durch Einblasen von 1,1 bis
1,7 Mol Alkylenoxid in 1 Mol Acrylsäure oder Methacrylsäure während 0,5 bis 3 Stunden vollendet.
Die Eisen(III)-Verbindung kann ein Halogenid, ein Thiocyanat, ein Nitrat, ein Carbonat, ein Sulfat oder
ein Salz einer organischen Säure sein, und die Menge der zugegebenen Eisenverbindung beträgt 0,2 bis
5 Gew.-% der Acrylsäure oder der Methacrylsäure.
Als Quecksilber und Quecksilberverbindungen kann man elementares Quecksilber, einwertige Quecksilbersalze
und zweiwertige Quecksilbersalze, wie einwertige und zweiwertige Quecksilberoxide, -halogenide,
-cyanate, -sulfide, -thiocyanate, -nitrate, -sulfate oder Quecksilbersalze mit organischen Säuren verwenden.
Als Chrom und Chromverbindungen kann man elementares Chrom, Chrom(II)-salze, Chrom(III)-salze
und Chrom(VI)-salze, wie Chrom(II)- oder-(IH)-oxide, -halogenide, -hydroxide, -nitrate, -sulfate, -phosphate
oder Salze von zweiwertigem oder dreiwertigem Chrom mit organischen Säuren verwenden. Als Chrom(VI)-salze
kann man Chromsäureanhydrid, Chromate oder Bichromate, einsetzen. . , . : .
Das Jod kann in elementarer Form verwendet werden. Andere Jodide als die Quecksilber- und Chrom-Jodide
besitzen eine geringe Promotorwirkung.
Die Promotoren werden in der 0,02- bis 2fachen Menge des Katalysators eingesetzt. Die Reaktion kann
in Gegenwart des Katalysators allein verlaufen; die Reaktionsgeschwindigkeit wird jedoch um das 2- bis
5fache erhöht, wenn dem Katalysator die vorstehend genannten Promotoren zugesetzt werden. Einige dieser
Promotoren sind in Acrylsäure oder Methacrylsäure bei der Reaktion nicht vollständig löslich; hierdurch
wird jedoch ihre Wirkung als Promotoren nicht beeinträchtigt. . ■.·:: : /. ,..:
Wenn ein alkalisches Material, wie eine Alkaliverbindung, eine Erdalkaliverbindung, ein Amin oder Pyridin
mit der Reaktionsmischung vermischt wird, wird die Reaktionsgeschwindigkeit auch proportional zur Konzentration
an Acrylsäure oder Methacrylsäure. Daher ist bei hoher Konzentration an Acrylsäure oder.Methacrylsäure
die Reaktionsgeschwindigkeit groß. Wenn jedoch die Konzentration an Acrylsäure oder Methacrylsäure
gegen Ende der Reaktion niedrig wird, wird die Reaktionsgeschwindigkeit sehr gering, und es verbleibt
eine beträchtliche Menge an nichtumgesetzter Acrylsäure oder Methacrylsäure, und es ist nicht möglich,
die Ausgangsmaterialien auf irgendeine Weise vollständig umzusetzen. Es ist daher zweckmäßig, das
Vermischen dieser alkalischen Materialien mit der Reaktionsmischung zu vermeiden, wenn nicht gleichzeitig
e,ine Chromverbindung eingesetzt wird.
Als Alkaliverbindung und Erdalkaliverbindung kann man ein Oxid, Hydroxid, Halogenid, Cyanat, Sulfit,
Thiocyanat, Nitrit, Nitrat, Carbonat, Bicarbonat,
Arsenat, Phosphat, Chromat, Bichromat von Lithium,
Natrium, Kalium, Calcium, Strontium oder Barium einsetzen.
Als Ammoniumverbindung kann man ein Halogenid, Thiocyanat, Nitrit, Nitrat, Carbonat, Phosphat oder
ein Ammoniumsalz einer organischen Säure einsetzen.
Als Amin kann irgendein primäres, sekundäres oder tertiäres Amin zur Anwendung gelangen. Salze dieser
Amine mit organischen und anorganischen Säuren können ebenfalls verwendet werden.
Das Pyridin kann entweder als solches oder in Form eines Salzes mit anorganischen oder organischen Säuren
verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele veranschaulicht.
In ein Reaktionsgefäß werden 360 g Acrylsäure, 0,2 g Gerbsäure, 4 g Eisen(III)-chlorid und 0,1g Kupferpulver
eingebracht Nach dem Spülen des Reaktionsgefäßes mit Stickstoffgas wird das Ganze auf 80°C
erhitzt. Das Einblasen von Stickstoff wird beendet, und gasförmiges Äthylenoxid wird darauf in einer
Menge von 150 g je Stunde eingeblasen. Die Reaktion ist in zwei Stunden beendet. Überschüssiges, aus dem
Reaktionsgefäß austretendes Äthylenoxid wird gekühlt und wiedergewonnen. Die Ausbeute an Hydroxyäthylacrylat
beträgt 95%, die Menge an nichtumgesetzter Acrylsäure 0,2 Gew.-% und die Menge an wiedergewonnenem
Äthylenoxid 70 g.
5
5
In ein Reaktionsgefäß werden 430 g Methacrylsäure, 0,2 g N,N' - Di - 2 - haphthyl - ρ - phenylendiamin, 6 g
ίο Eisen(III)-sulfat und 0,4 g Chromsäureanhydrid eingebracht. Nach dem Spülen des Reaktionsgefäßes mit
Stickstoffgas wird das Ganze auf 70°C erhitzt. Dann wird Äthylenoxid in flüssiger Form in einer Menge
von 200 g je Stunde eingeblasen.
Die Reaktion ist in 1,5 Stunden beendet. Überschüs-siges, aus dem Reaktionsgefäß austretendes Äthylenoxid wird gekühlt und wiedergewonnen. Die Ausbeute
an Hydroxyäthylmethacrylat beträgt 94%, die Menge an nichtumgesetzter Methacrylsäure 0,3 Gew.-% und
die Menge an wiedergewonnenem Äthylenoxid 65 g.
Beispiel 3 . ,'■
In ein Reaktionsgefäß werden 360 g Acrylsäure, 0,1 g Phenothiazin, 8 g Eisen(III)-bromid und 1 g Kalomel
eingebracht. Nach dem Spülen des Reaktionsgefäßes mit Stickstoffgas wird das Ganze auf 900C erhitzt.
Dann wird gasförmiges Propylenoxid in einer Menge von 200 g je Stunde eingeblasen. Die Reaktion ist in
zwei Stunden beendet. Überschüssiges, aus dem Reaktionsgefäß
austretendes Propylenoxid wird gekühlt und wiedergewonnen. Die Ausbeute an Hydroxypropylacrylat
beträgt 94%, die Menge an nichtumgeseizter Acrylsäure 0,2Gew.-% und die Menge an wiedergewonnenem
Propylenoxid 98 g.
In ein Reaktionsgefäß werden 430 g Methacrylsäure,'
0,2 g N,N'-Di-2-naphthyl-p-phenylendiamin, 8 g
Eisen(III)-nitrat und 2 g Jod eingebracht. Nach dem' Spülen des Reaktionsgefäßes mit Stickstoffgas wird
das Ganze auf 70°C erhitzt. Dann wird Propylenoxid in flüssiger Form in einer Menge von 200 g je Stunde
eingeblasen. Die Reaktion ist in zwei Stunden beendet Überschüssiges, aus dem Reaktionsgefäß austretendes
Propylenoxid wird gekühlt und wiedergewonnen. Die Ausbeute an Hydroxypropylmethacrylat beträgt 96%,
die Menge an nichtumgesetzter Methacrylsäure 0,2Gew.-% und die Menge an wiedergewonnenem
Propylenoxid 102 g. J
In ein Reaktionsgefäß werden 360 g Acrylsäure, 0,1 g Gerbsäure, 4 g Eisen(III)-chlorid und 0,5 g Kupferchromat
eingebracht. Nach dem Spülen des Reaktionsgefäßes mit Stickstoffgas wird das Ganze auf 850C
erhitzt. Dann wird gasförmiges Äthylenoxid in einer Menge von 200 g je Stunde eingeblasen. Die Reaktion
ist in 1,5 Stunden beendet. Überschüssiges, aus dem Reaktionsgefäß austretendes Äthylenoxid wird gekühlt
und wiedergewonnen. Die Ausbeute an Hydroxyäthylacrylat beträgt 95%, die Menge an nichtumgesetzter
Acrylsäure 0,3 Gew.-% und die Menge an wiedergewonnenem Äthylenoxid 68 g.
In ein Reaktionsgefäß werden 360 g Acrylsäure, 0,05 g
Hydrochinon, 4 g Eisen(III)-chlorid, 0,5 g Chromsäure-'anhydrid
und 1 g Natriumcarbonat eingebracht. Nach dem Spülen des Reaktionsgefäßes mit Stickstoffgas
wird das Ganze auf 800C erhitzt. Dann wird gasförmiges
Äthylenoxid in einer Menge von 150 g je Stunde eingeblasen. Die Reaktion ist in zwei Stunden
beendet. Überschüssiges, aus dem Reaktionsgefäß austretendes Äthylenoxid wird gekühlt und wiedergewonnen.
Die Ausbeute an Hydroxyäthylacrylat beträgt 94% und die Menge an nichtumgesetzter Acrylsäure
0,2 Gew.-%. Die sich ergebende Mischung wird einer einfachen Destillation unterworfen, wobei 500g Hydroxyäthylacrylat
mit einer Reinheit von 99Gew:-% erhalten werden. Dieses Produkt besitzt eine APHA-Farbbewertung
von 0 und zeigt bei der Polymerisationsprüfung keine Trübung.
.;■.■■·': Beispiel 7 '
In ein Reaktionsgefaß werden 430 g Methacrylsäure, 0,05 g Hydrochinon, 6 g Eisen(IH)-thiocyanat, 1 g
Chrpmchlorid und 1 g Tetramethylammoniumchlorid eingebracht Nach dem Spülen des Reaktiönsgefaßes
mit Stickstoffgas wird das Ganze auf 9O0C erhitzt
Dann wird Äthylenoxid in flüssiger Form in einer;
Menge von 200 g je Stünde eingeblasen. Die Reaktion
ist in 1,5 Stunden beendet Überschüssiges, aus dem Reaktionsgefaß austretendes Äthylenoxid wird gekühlt
und wiedergewonnen. Die Ausbeute an Hydroxyäthylmethacrylat beträgt 95% und die Menge an nichtumgesetzter Methacrylsäure 0,1 Gew.-%. Die sich ergebende
Mischung wird einer einfachen Destillation unterworfen, wobei 570 g Hydroxyäthylmethacrylat mit
einer Reinheit von 99 Gew.-% erhalten werden. Dieses Produkt besitzt eine ÄPHA-Farbe von 5 und zeigt bei
der Polymerisationsprüfung keine Trübung.
In ein Reaktionsgefaß werden 360 g Acrylsäure, 0,05 g
Hydrochinon, 10 g Eisen(III)-sulfat, 0,5 g Ammoniumchromat und 0,5 g Ämmoniumchlorid eingebracht
Nach dem Spülen des Reaktiönsgefaßes mit Stickstoffgas wird das Ganze auf 800C erhitzt. Dann wird gasförmiges
Propylenoxid in einer Menge von 200 g je Stunde eingeblasen. Die Reaktion ist in zwei Stunden
beendet. Überschüssiges, aus dem Reaktionsgefaß austretendes Propylenoxid wird gekühlt und wiedergewonnen.
Die Ausbeute an Hydroxypropylenacrylat beträgt 95% und die Menge ah nichtumgesetzter Acrylsäure
0,1 Gew.-%. Die sieh ergebende Mischung wird einer
ίο einfachen Destillation unterworfen, wobei 560 g Hydro
xypropylacrylät mit einer Reinheit von 99 Gew-% erhalten werden. Dieses Produkt hat eine APHÄ-Farbe
von 2 und zeigt bei der Polymerisationsprüfung keine Trübung.
.../. Beispiele,
In ein Reaktionsgefaß werden 430 g Methacrylsäure^ 0,05g Hydrochinon, 8g basisches Eisen(III)-acetat,
0,5 g Chromsäüreanhydrid und 2,5 g Kaliumiodid eingebracht
Nach dem Spülen des Reaktiönsgefaßes mit Stickstoffgäs wird das Ganze auf 80°C erhitzt. Dann
wird Propylenoxid in flüssiger Form in einer Menge von 200 g je Stünde eingeblasen. Die Reaktion ist in
zwei Stunden beendet Das überschüssige, aus dem Reaktionsgefaß austretende Propylenoxid wird gekühlt
und wiedergewonnen:'■.<.Die Ausbeute ari>
Hydroxy-1 propylrnethacrylat beträgt 96% und die Menge an
nichtumgesetzter Methacrylsäure 0,1 Gew.-%. Die sich
ergebende Mischung wird einer einfachen Destillation
unterworfen, wobei 630 g Hydroxypropylmethacrylat
mit einer Reinheit von 99 Gew.-% erhalten werden. Dieses Produkt besitzt eine APHA-Farbe von 2 und
zeigt bei der Polymerisationsprüfung keine Trübung.
Beispiele 10 bis 25 y
! 430 g Methacrylsäure werden mit 0,2 g: Gerbsäure
als Polymerisationsinhibitor, 0,025 Mol der in Tabelle II
aufgeführten Eiseri(III)-Verbindung und 0,0075 MoI
des ebenfalls in Tabelle Hi aufgeführten Prömotors
versetzt Die^Umsetzung mit Äthylenoxid erfolgt unter'
'den Bedingungen: des Beispiels 1. Die Reaktionszeit
beträgt 1,5 bis 2 Stunden. Die Ergebnisse sind in
Tabelle H zusammengestellt i
Beispiel Nr. | Eisen(III)-Verbindung | Promotor | : . Ausbeute an | Nicht- ;·'·. |
Hydroxyäthyl | umgesetzte | |||
methacrylat | Methacryl | |||
säure | ||||
(Mol-%) | (Gew.-%) | |||
10 | Bromid | Quecksilber | 94 | 0,3 |
11 | Jodid | Quecksilber(I)-oxid· | 94 | 0,3 |
12 | Nitrat | QuecksilberCIQ-cyanid | 95 | 0,2 |
13 | Nitrat | Quecksilber(K)-thiocyanat | 95 | 0,2 |
14 | Sulfat | Quecksilber(II)-acetat | 95 | 0,3 |
15 | Chlorid | Chrom(III)-bromid | 96 | 0,1 |
16 | Chlorid | Chrom(III)-hydroxid | 96 | 0,2 |
17 | Jodid | Chrom(III)-nitrat | 96 | 0,2 |
18 | Jodid | Chromnaphthenat | 96 | 0,1 |
19 | basisches Acetat | Chrom(HI)-acetat | 94 | 0,3 |
709539/9
ίο
Fortsetzung | Eisen(lII)-Verbindung | Promotor | Ausbeute an | Nicht- |
Beispiel Nr. | Hydroxyäthyl- | umgesetzte | ||
methacrylat | Methacryl | |||
säure | ||||
(Mol-%) | (Gew.-%) | |||
basisches Acetat | Chrom(III)-phosphat | 94 | o,3 ;; | |
20 : | Nitrat | Ammoniumchromat . | 96 | 0,1 : :-.f |
21.. ": | Nitrat ...... | Natriumbichromat | 95 | 0,2 |
22 | Sulfat | Ammoniumbichromat | 95 | 0'2 |
23 | Sulfat | Q,uecksilber.(I)-jodid | 94 | 0,3 C |
24 | Thiocyanat | Chromchlorid | 95 | 0,1 '■: |
25 | Chlorid | Chrom | 95 | 0,2 - ; |
26 i:. | Beispiele 27 bis 63 | 20 (200 g/Stunde) in das Reaktionsgefäß. In | jedem Fall | |
430 g Methacrylsäure werden mit 0,5 g Hydrochinon, 4 g Eisen(III)-chlorid, 1 g Chromsäureanhydrid und
dem in Tabelle III angegebenen basischen Zusatz in der angegebenen Menge versetzt. Nachdem man das 25
erhaltene Gemisch in ein Reaktionsgefäß überführt hat, wird die Luft durch Stickstoff verdrängt; dann wird
das Reaktionsgemisch auf 80cC erhitzt. Anschließend
erfolgt die Einspritzung von flüssigem Äthylenoxid
ist die Umsetzung innerhalb von 1,5 bis 2 Stunden beendet; überschüssiges, aus dem Reaktionsgefäß austretendes
Äthylenoxid wird gekühlt und wiedergewonnen. '■]<
Die Reaktionsdaten bezüglich Reaktionsausbeutenichtumgesetzter Methacrylsäure, Destillationsausbeute, Farbe des Produkts (APHA-Zahl) sowie das'
Ergebnis der Polymerisation sind in Tabelle III zusammengestellt. r
Tabelle III | Basischer Zusatz | Mol | Reaktions | Nicht- | Destil- | Farbe des | Eigen |
Beispiel | ausbeute | umgesetzte | lations- | Produkts | schaft | ||
Nr. | Verbindung | Methacryl | '. ausbeute | (APHA) | des Poly | ||
0,03 | säure | meren | |||||
■0,03 ■:.';'·"'' | ...-. (%) ". | (Gew.-%) | (%):■ . | ||||
■'■: ■ -ΟΙ" | Natriumhydroxid | 0,02 | '■■" 96 | 0,1 | 95 | 0 | gut |
27 ·' -= | Nätriumcyanid ä" | . 0,03 | .;',, ....,9.O | 0,1 | 92 --^ | 0 | gut |
28 ■-«--■ | Natriumsulfid | 0,02 | '"''95 | 0,1 | 92 | 0 | gut |
Natriumnitrat ;.·.... ■ | 0,03 | , 95 | 0,2 | 92 | -2 ·. ■- | r gut | |
30 . -.-., . ' | Natriumchromat. | 0,015 | 97 | 0,1 | 94 | 0 | gut |
31 | Kaliumhydroxid | 0,03 ■ | 96 | 0,1 | 94 | 0 | gut |
32 | Kaliumcarbonat | 0,03 | 96 | 0,1 | 95 | 0 | gut '''!- |
33 | Kaliumhydogencarbonat | 0,03 | 96 | 0,1 | 94 | ο | gut ''"T |
34 | Kaliumthiocyanat | 0,03 | 95 | 0,2 | 93 | 2 | gut |
35 ■- ·' | Kaliumnitrit | 0,020 | 95 | 0,2 | 93 | 2 | gut |
36 | Kaliummethacrylat | 0,020 | 97 | 0,1 | 95 | 0 | gut |
37 | Calciumoxid | 0,025 | 95 | 0,1 | 93 | 0 | gut |
38 . | Calciumchlorid | 0,020 | 95 | 0,2 | 92 | 5 | gut |
39 | Calciumsulfid | 0,022 | 95 | 0,2 | 92 | 3 | gut |
40 | Calciumcarbonat | 0,020 | 96 | 0,1 | 93 | 0 | gut |
41 | Calciumarsenat | 0,022 | 95 | 0,2 | 92 | 3 | gut |
42 | Strontiumbromid | 0,022 | 95 | 0,1 | 94 | 3 | gut |
43 | Strontiumthiocyanat | 0,022 | 96 | 0,1 | 94 | 2 | gut |
44 | Strontiumnitrat | 0,02 | 95 | 0,2 | •92 | 2 | gut |
45 | Bariumhydroxid | 0,02 | 96 | 0,1 | 92 | 0 | gut |
46 | Bariumjodid | 0,10 | 96 | 0,1 | 94 | 0 | gut |
47 | Bariumarsenat | 95 | 0,2 | 93 | 2 | gut | |
48 | Diäthanolamin | 95 | 0,2 | 92 | 5 | gut | |
49 | |||||||
Fortsetzung | Basischer Zusatz | Mol | Reaktions | Nicht- | Destil | Farbe des | Eigen |
Beispiel | ausbeute | umgesetzte | lations- | Produkts | schaft | ||
Nr. | Verbindung | Methacryl | ausbeute | (APHA) | des Poly | ||
0,20 | säure | meren | |||||
0,03 | (%) | (Gew.-%) | (%) | ||||
Triäthanolamin | 0,03 | 94 | 0,2 | 91 | 3 | gut | |
50 | Cholinchlorid | 0,02 | 97 | 0,1 | 95 | 0 | gut |
51 | Lithiumacetat | 0,015 | 95 | 0,1 | 92 | 0 | gut |
52 | Lithiumphosphat | 0,10 | 95 | 0,1 | 94 | 0 | gut |
53 | Lithiumsulfid | 0,20 | 94 | 0,2 | 92 | 3 | gut |
54 | Ammoniumacetat | 0,20 . | 96 | 0,1 | 94 | 0 | gut |
55 | Ammoniumbromid | 0,15 | 96 | 0,1 | 93 | 0 | gut |
56 | Ammoniumcyanid | 0,15 | 95 | 0,1 | 94 | 1 ■ | gut |
57 | Ammoniumnitrat | 0,20 | 95 | 0,2 | 92 | 0 | gut |
58 | Ammoniumnitrit | 0,15 | 94 | 0,2 | 92 | 1 | gut |
59 | Ammoniumthiocyanat | 0,20 | 96 | 0,1 | 94 | 2 | gut |
60 | Monoäthylamin | 0,15 | 95 | 0,2 | 93 | 2 . | gut |
61 | Pyridin | 93 | 0,2 | 92 | 5 | gut | |
62 | Monomethylamin | 95 | 0,2 | 93 | 3 | gut. | |
63 | |||||||
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Hydroxyalkylacrylaten oder Hydroxyalkylmethacrylaten durch
Umsetzung von Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Alkylenoxiden bei Temperaturen von 50 bis
120°C in Gegenwart einer Eisen(III)-Verbindung als Katalysator und ggf. eines Polymerisationsinhibitors, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Umsetzung zusätzlich in Gegenwart von Kupferpulver, Quecksilber, Quecksilberverbindungen,
Chrom, Chromverbindungen oder Jod als Promotor durchführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- [5
zeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart einer Chromverbindung gemäß Anspruch 1 und
einer Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumverbindung, eines Amins oder von Pyridin durchführt.
20
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1966J0030818 DE1568838C3 (de) | 1966-05-12 | 1966-05-12 | Verfahren zur Herstellung von Hydroxyalkylacrylaten oder Hydroxyalkylmethacrylaten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1966J0030818 DE1568838C3 (de) | 1966-05-12 | 1966-05-12 | Verfahren zur Herstellung von Hydroxyalkylacrylaten oder Hydroxyalkylmethacrylaten |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1568838A1 DE1568838A1 (de) | 1970-04-16 |
DE1568838B2 true DE1568838B2 (de) | 1977-09-29 |
DE1568838C3 DE1568838C3 (de) | 1978-05-24 |
Family
ID=7204010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1966J0030818 Expired DE1568838C3 (de) | 1966-05-12 | 1966-05-12 | Verfahren zur Herstellung von Hydroxyalkylacrylaten oder Hydroxyalkylmethacrylaten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1568838C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1195485A (en) * | 1968-03-09 | 1970-06-17 | Bp Chem Int Ltd | Production of Esters |
-
1966
- 1966-05-12 DE DE1966J0030818 patent/DE1568838C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |