DE1643671B1 - Verfahren zur Reinigung von 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol-monohydroxypivalinsaeureester - Google Patents

Description

Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Reinigung von 2,2-Dimethyl-l,3-propandiol-monohydroxypivalinsäureester mit Hilfe von sauren Ionenaustauschern.

Der !,l-Dimethyl-l^-propandiol-mono-hydroxypivalinsäureester wird mittels der Tischtschenko-Reaktion, z. B. nach dem in der US A.-Patentschrif 13 057 911 oder der deutschen Auslegeschrift 1168 411 beschriebenen Verfahren, aus Hydroxypivalinaldehyd hergestellt und enthält Verunreinigungen, die bei Verwendung für zahlreiche Synthesen, z. B. für die Herstellung von lichtbeständigen, schwer verseif baren und lufttrocknenden Polyestern der Kunststoff- oder Lackrohstoffindustrie, eine qualitätsmindernde Gelbfärbung verursachen. Mehrfache Destillation des Esters entfernt die genannten Verunreinigungen nicht.

Es wurde nun gefunden, daß man reinen 2,2-Dimethyl-1,3 - propandiol - mono - hydroxypivalinsäureester vorteilhaft erhält, wenn man das Rohprodukt bei einer Temperatur zwischen 0 und 100° C mit einem sauren Ionenaustauscher behandelt.

Das Verfahren nach der Erfindung liefert auf überraschend einfachem Wege 2,2-Dimethyl-l,3-propandiol-mono-hydroxypivalinsäureester in praktisch quantitativer Ausbeute und in einer die vorgenannten Ansprüche befriedigender Reinheit. Die Ionenaustauscher binden nicht den Ester, sondern nur die Verunreinigungen, wobei gegebenenfalls in den Verunreinigungen enthaltener Ester in Freiheit gesetzt wird.

Die Reinigung wird mit HiKe von sauren Ionenaustauschern, vorzugsweise sauren Kunstharzaustauschern durchgeführt. Solche Austauscher sind z. B. alle in Houben — Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd. I/l, S. 528, Tabelle 3, beschriebenen Kationenaustauscher. Vorzugsweise verwendet man stark saure Austauscher, z. B. Phenol- oder Polystyrolsulf onsäureharze, oder entsprechende saure Harze enthaltende Austauscher, z. B. bifunktionelle Kondensationsharze. In der Regel wird der Ester über den Ionenaustauscher geleitet, z. B. durch eine entsprechende Austauschersäule, wobei die Menge des verwendeten Esters und Austauschers von der Selektivität des verwendeten Austauschers bei der Reinigungstemperatur abhängt. Im allgemeinen verwendet man von 20 bis 200 Gewichtsprozent Austauscher, bezogen auf die durchschnittlich pro Stunde durch den Austauscher geleitete Estermenge. Der Austauscher kann je nach Struktur bis zu 50 Gewichtsprozent Wasser enthalten. Die Reinigung wird bei einer Temperatur zwischen 0 und 100⁰C, vorzugsweise zwischen 20 und 6O⁰C, kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt. Bei der Reinigung werden zweckmäßig unter den Bedingungen inerte Lösungsmittel wie Wasser, Alkanole, z. B. Methanol oder Äthanol, oder cyclische , Äther, z. B. Dioxan, mitverwendet. In der Regel setzt man dem Ester bei kontinuierlicher Reinigung 1 bis 20, vorzugsweise 5 bis 10 Gewichtsprozent Wasser zu, wenn eine Entwässerung oder Schrumpfung des Austauschers vermieden werden soll. Arbeitet man ohne Lösungsmittel, wird naturgemäß die Reinigung über dem Schmelzpunkt des Esters (49 bis 5O⁰C) durchgeführt.

Die Reinigung kann wie folgt durchgeführt werden: Die Schmelze von 2,2-Dimethyl-l,3-propandiol-monohydroxypivalinsäureester oder seine Lösung in Wasser und/oder gegebenenfalls einem organischen Lösungsmittel wird bei der Reinigungstemperatur über eine mit dem Austauscher gefüllte Säule geleitet. Aus dem Austrag wird der Ester gegebenenfalls durch Destillation unter vermindertem Druck abgetrennt. Verunreinigungen oder Anteile des Austauschers, die gegebenenfalls während der Reinigung von der durchlaufenden Lösung mitgeschleppt werden, können durch einen nachgeschalteten basischen Austauscher (z. B. PoIyvmylbenzylammoniumharze) gebunden und somit abgetrennt werden.

Die in den folgenden Beispielen angegebenen Teile bedeuten Gewichtsteile.

Beispiel 1

Eine Lösung, bestehend aus 500 Teilen 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol-mono-hydroxypivalinsäureester, 50Tei- ^ len Wasser und 50 Teilen Methanol, wird bei Raum- ^ temperatur im Laufe von 90 Minuten über eine Säule, die mit 600 Teilen Polystyrolsulfonsäure (mit Divinylbenzol vernetzt) gefüllt ist, gegeben. Aus der ablaufenden Lösung erhält man durch Vakuumdestillation den gereinigten Ester bei Kp.₁₀ 152°C quantitativ zurück.

Der Endstoff wird 6 Stunden mit der stöchiometrischen Menge Maleinsäureanhydrid auf 190° C erhitzt. Man erhält einen Polyester mit der Jodfarbzahl <1, während der Polyester eines nicht gereinigten Esters eine Jodfarbzahl 2 bis 3 aufweist. Die Bestimmung der Jodfarbzahl erfolgt nach DIN 6162.

Beispiel 2

Man führt ein Gemisch von 100 Teilen Wasser und 1000 Teilen 2,2-Demethyl-l,3-propandiol-mono-hydroxypivalinsäureester während je 1 Stunde nacheinander durch eine mit 600 Teilen Polystyrolsulfonsäure (mit Divinylbenzol vernetzt) und mit 600 Teilen PoIyvinylbenzylammoniumharz gefüllte Säule, die auf 50° C gehalten wird. Die ablaufende Lösung enthält den eingesetzten 2,2-Dimethyl-l,3-propandiol-mono- m hydroxypivalinsäureester . praktisch quantitativ. Sie kann direkt weiterverwendet werden und liefert beim Erhitzen mit der stöchiometrischen Menge Maleinsäureanhydrid auf 190°C (6 Stunden) unter Abdestillieren des Wassers ungesättigte Polyester mit einer Jodfarbzahl <1 und einer APHA-Farbzahl 0 bis 10. Die APHA-Farbzahl wird nach American Standard Method 1209 bestimmt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Reinigung von 2,2-Dimethyl-1,3 - propandiol - mono - hydroxypivalinsäureester, dadurch gekennzeichnet, daß man das Rohprodukt bei einer Temperatur zwischen 0 und 100°C mit einem sauren Ionenaustauscher behandelt.