DE1908517A1 - Verfahren zur Veresterung von Alkoholen mit Saeuren oder Anhydriden oder Gemischen hiervon - Google Patents

Verfahren zur Veresterung von Alkoholen mit Saeuren oder Anhydriden oder Gemischen hiervon

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DE1908517A1 DE19691908517 DE1908517A DE1908517A1 DE 1908517 A1 DE1908517 A1 DE 1908517A1 DE 19691908517 DE19691908517 DE 19691908517 DE 1908517 A DE1908517 A DE 1908517A DE 1908517 A1 DE1908517 A1 DE 1908517A1
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    • C07C69/60Maleic acid esters; Fumaric acid esters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
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Description

  • Verfahren zur Veresterung von Alkoholen mit Säuren oder Anhydriden oder Gemischen hiervon Die ErSindung betrifft ein industriell durchführbares Verfahren zur Veresterung von Alkoholen mit Säuren oder Anhydriden oder Gemischen hiervon. Insbesondere betrifft die Erfindung ein neues industriell durchführbares Verfahren zur Veresterung von Alkoholen, die einen höheren Siedepunkt als Wasser besitzen oder die mit Wasser azeotrope Ge mische bilden, falls die zu veresternden Säuren oder Anhydride oder deren Gemische einen höheren Siedepunkt als die Alkohole oder deren azeotrope Gemische mit Wasser besitzen Die bisher bekannten Verfahren und hierfür geeignete Vorrichtung zur Gewinnung von Estern dieser Art arbeiten nach dem Prinzip, in den Reaktor oder das Reaktionsgefäß die Säure oder das Anhydrid 9 insbesondere ein- oder zweiwertige Carbonsäuren oder Anhydride oder Gemische davon, din ver estert werden sollen, einen Katalysator, gegebenenfalls Zusatzmittel, die mit Wasser Azeotrope bilden, und den Alko hol einzubringen0 Dieser Alkohol wird normalerweise in beträchtlichem Überschuß gegenüber der stöchiometrischen menge in das Re aktionsgefäß eingebracht. Hierauf erwärmt man und fraktioniert fortlaufend die Dämpfe, so daß der flüchtigste Bestandteil, d.h. das Reaktionswasser oder ein Azeotrop, das es enthält, im oberen Teil des speziellen Destillieraufsatzes gesammelt wird, dessen Füß meist auf dem Oberteil des Reaktionsgefäßes angebracht ist oder jedenfalls so angeordnet ist, daß der nicht umgesetzte Alkohol in den Reaktor zurückgeht oder auf jeden Fall nicht aus dem Reaktionsgefäß austritt, falls nicht aufgrund des Azeotrops ein Austreten unvermeidlich ist.
  • Die darauffolgende Entmischung (ausgenommen den besonderen Fall, , daß keine notwendig sein sollte oder keine stattfinden sollte) führt zu den beiden folgenden Phasen: die wasserhaltige Phase und diole andere alkoholhaltige Phase Die alkoholische. Schicht läßt man zurückfliessen, während die wäßrige Schicht abgetrennt wird. Man fährt so bis zum Erreichen des gewünschten Säuregrads fort, wobei man den Reaktionsverlauf z.B. durch Titration der freien Säure kontrolliert. Nach beendeter Umsetzung wird der Katalysator entfernt und es werden der nichtumgesetzte Alkoholüberschuß und das etwaige Zusatzmittel durch "Abstreifen" von der Reaktionsmasse abgetrennt und in der darauffolgenden Ansatz zurückgeführt.
  • Der so erhaltene rohe Ester erfordert immer Nachbehandlungen, um ein brauchbares Produkt zu erhalten; oft wendet man zur Entfernung des Katalysators und/oder zur Senkung des noch verbliebenen freien Säuregrads Wäschen mit alkalischen Lö sungen oder alkalischen Festoffen an; mindestens eine Filtrierung ist erforderlich und häufig ist eine Bleichung mit oxydierenden oder reduzierenden Substanzen nötig; andererseits wendet man, insbesondere bei Estern mit verhältnismäßig niedrigem Siedepunkt, eine Destillierung an.
  • Das Wasser wird, so wie es sich nach und nach bildet, aus der Reaktionsmischung entfernt, um eine Verschiebung des Gleichgewichts Säure + Alkohol Ester + Wasser nach rechts zu erreichen.
  • Von Anfang an wird der Alkohol in Überschuß eingeführt, da die Gegenwart des Alkoholüberschußes in dem Reaktionsgemisch die Verschiebung des Gleichgewichts in Jene Richtung begünstigt. Aus demselben Grunde bewirkt der Destillieraufsatz, daß im Reaktionsgefäß immer der nicht umgesetzte Alkohol. vorhanden ist - ausser in dem gegebenenfalls von der Art des Azeotrops verlangten Ausmaß -;die Menge des vom Fuß des Destillieraufsatzes in das Reaktionsgefäß zurückfliessenden Alkohols ist nur durch die an die Masse abgegebene Wärme regulierbar Die beachtliche menge des immer vorhandenen,nicht umgesetzten Alkohole nimmt die dem System zugeführte Wärme größtentegls als latente Verdampfungswärme auf; ; diese Wärme dient also nicht dazu, die Temperatur der Masse zu erhöhen; weiterhin muß die Temperatur kontrolliert werden, da eine zu starke Erhitzung das Sieden einer allzugroßen Menge flüchtiger Substanzen bewirken würde, was seinerseits die Wirksamkeit des Destillieraufsatzes beschränken oder gar aufheben, würde, der nicht mehr imstande wäre, den flüchtigsten Bestandteil zu fraktionieren, sei dies das Wasser oder das dieses enthaltende Azeotrop. Aus diesen Gründen erreicht die Reaktionstemperatur hüchstens wenige Grade über dem Siedepunkt des Alkohols und variiert nur in sehr engen Die vorliegende Erfindung besteht darin, allmählich und auf beliebig zu regelnde Art die Alkohole, die zur Reaktion benötigt werden, in das Innere des erwärmten Reaktionsgemisches einzuführen, was in flüssigem oder gasförmigen Zustand, allein oder untereinander oder mit anderen Stoffen vermischt erfolgen kann, und ohne einen Destillieraufsatz zu arbeiten, der im Oberteil der Vorrichtung angeordnet oder jedenfalls so, daß der nicht umgesetzte Alkohol und andere flüchtige Substanzen in das Reaktionsgefäß zurückfliessen oder auf jeden Fall nicht aus ihm austreten, angeordnet ist, und auch keine andere Vorrichtung, die diesen Zweck 9 vorhanden ist, und an seiner Stelle z.B. ein sehr weites und erwärmtes Rohr zu ver wenden, so daß die Menge des- im Reaktionsgemisch vorhandenen nicht umgesetzten Alkohols stets sehr gering ist6 Dies bewirkt, daß bei zweckmäßiger Regelung der Zuführgeschwindigkeit des Alkohols und/oder der Wärmemenge, die dem System zugeführt wird, die Temperatur in weiten Grenzen gewählt werden kann, d.h. daß sie von dem Siedepunkt des Alkohols oder zumindest des azeotropen Gemisches des Alkohols mit den vor handenen Stoffen, die bei den Reaktionsbedingungen die größte Flüchtigkeit besitzen, bis zum Siedepunkt der reinen Säuren oder der Anhydride reichen kann. Es ist dazu darauf hinzuweisen, daß der Fall, wo die Säure oder das Anhydrid, die verestert werde sollen, einen höheren Siedepunkt als der Alkohol haben, sehr häufig ist, und meistens die Differenz der Siedepunkte erheblich ist. Das gesamte Verfahren kann bei Atmosphärendruck (Luftdruck) durchgeführt werden, jedoch nicht notwendigerweise. Vorzugsweise werden die Alkohole über ein oder mehrere Wascheinrichtungen oder andere Tauchröhren eingeleitet.
  • Der austretende Alkohol, der gegebenenfalls den schon umgesetzten Ester enthält und der eine Menge Wasser enthält, die nicht mehr an die für das Azeotrop erforderlichen Mengen und an die Wirksamkeit des Destillieraufsatzes gebunden ist - hierdurch unterscheidet sich die Erfindung klar gegenüber den bekannten Ve-rfahren - wird sodann unter geeigneten Bedingungen vom Reaktionswasser, und zwar entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich, je nach den Umständen auf verschiedene Arten und mit in an sich üblichen Verfahren, z.B. durch Aussalzen, Extraktion, Dekantierung, Destillierung durch Fraktioneirung usw., (wozu auf die Beispiele verwiesen wird) abgetrennt und im allgemeinen wieder zurückfliessen gelassen. Die Wiedereinführung des Alkohols, der im vorhergehenden Umsatz nicht umgesetzt wurde, erfolgt also - im Gegensatz zum Alkohol, der bei den bekannten Verfahren zurückfliesst - auf regluierbare Art und Weise, auch unabhängig von der abgegebenen Wärme. Diese Wiedereinführung erfolgt weiterhin, im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, normalerweise über Umlaufpumpen.
  • Es können jeder organische Alkohol und jede organische oder anorganische Säure verwandt werden. Wenn es auch aufgrund der Erfindung ermöglicht wird, die Temperatur in den ge nannten weiten Grenzen zu variieren, so ist es doch zu betonen, daß es wichtig, ist da'die Reaktionstemperatur hohe Werte erreichen kann; es ist nämlich bekannt, daß die Temperatur sehr stark auf die Reaktionsgeschwindigkeitskonstante, und zwar nach Exponentialfunktionen, einwirkt.
  • Dadurch erklärt sich auch, warum gemäß der Erfindung sehr viel kürzere Reaktionszeiten bei gleichem Druck und verwendetem Katalysator nötig sind, obwohl sie vollständig gegenüber dem bekanten Verfahren entgegengesetzte Merkmale besitzt, d.h. überhaupt nicht immer einen Alkoholüberschuß in dem Reaktionsgemisch zu benötigen. Das neue Verfahren, dessen Originalität darin besteht, vorherrschend auf kinetischen faktoren anstatt auf dem Masserwirkungsgesetz zu beruhen, worauf sich die bekannten Verfahren stützen, erlaubt es tatsächlich aufgrund dieser Gesichtspunkte bemerkenswert bessere Resulfate zu erraiehens so daß sogar der Katalysator voll kommen weggelassen werden kann, wie aus den folgenden Beispielen zu ersehen ist. Mit entsprechenden Änderungen kann das neue Veresterungsverfahren auch zur kontinueirlichen Versterung verwendet werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Veresterung von Alkoholen mit höherem Siedepunkt als Wasser oder von Alkoholen, die mit Wasser azeotrope Gemische bilden, mit Säuren oder Anhydriden oder deren Gemischen, die höhere Siedepunkte als diese Alkohole oder die azeotropen Gemische der Alkohole mit Wasser haben, zeigt folgende Merkmale, die einzeln oder k Kombination angewendet en können, a) daß man die zu versternden Säuren oder Anhydride in das Reaktionsgefäß einbringt und man in diese Säuren oder Anhydride die Alkohole in flüssigen oder gasförmigen Zustand, allein oder im Gemisch miteinander oder im Gemisch mit anderen Stoffen, allmählich und auf beliebig regulierbare Weise über Wascheinrichtungen oder ähnliche Eintauchröhren oder andere Mittel zur Begünstigung des Kontaktes von eintretendem Alkohol und nicht umgesetzter Säure oder nicht umgesetzten Anhydrid einführt, b) das Reaktionsgemisch mit einer vom Druck unabhängigen frei wählbaren Temperatur im Bereich zwischen dem Siedepunkt der Alkohole oder zumindest des azeotropen Gemisches mit dem niedersten Siedepunkt, das de@ Alko hol mit anderen im Reaktionegemisch vorhanden@n Stoffen bildet, und dem Siedepunkt der Säuren oder Anhydride verwendet wird, e) in dem Reaktionsgemisch nur eine minimale Menge an umsetzungsfähigem Alkohol verwendet wird, d) man den Abgang des nicht umgesetzten Alkohols und g@-gebenenfalls anderer flüchtiger Substanzen, einschli@-lich gegebenenfalls der durch die Umsetzung gebildeten Esters aus dem Reaktionsgemisch in solchen Mengen bei wirkt, die nicht den dem Azeotrop entsprechenden Mengen oder den Flüchtigkeiten der verschiedenen Bestandteiles die unter den Reaktionsbedingungen vorliegen, entsprechen, und somit nicht von einer Verwendung oder der Wirksamkeit von Destillationsvorrichtungen abhängig sind, durchgeführt, daß gegebenenfalls dieses Abgang durch Ströme eines Inertgases oder Ströme anderer Mittel gefördert wird, ausgenommen der Fall, wo er für andere Zwecke oder für dasselbe Produkt entsprechend den vorstehenden Merkmalen a) bis d) gegebenenfalls nach Abtrennung des Reaktionswassers und der bei der Umsetzung gebildeten Ester durch übliche Verfahren wiederverwendet wird, und daß man die eventuelle Wiedereinleitung des während des vorhergehenden Zeitraumes nicht umgesetzten Alkohols gesteuert und unabhängig von der Wärme durchführt.
  • Beim vorliegenden Verfahren liegen also mehrere Erfindungsgedanken vor Ein erster Erfindungsgedanke, d.h. den Alko hoi allmählich in das erwärmte Reaktionsgemisch einzuführen, bietet z.B. den Vorteil, zu verhindern, daß erheb-@iche Mengen Alkohol und eines eventuellen ternären Bestandteils unproduktiv im Reaktionsgefäß vorliegen.
  • Ein zweiter Erfindungsgedanke, d.h. den. Alkohol durch Tauchröhren einzführen, erlaubt, den Alkohol selbst mit Säuren, die noch besser reagieren als bei bekannten Verfahren, in Kontakt zu bringen, was besonders nützlich ist für den Fall, daß Säure und Alkohol schlecht mischbar sind.
  • Ein dritter grundlegender Gedanke liegt in der Erleichterung des Austritts des nicht umgesetzten Alkohols aus dem Reaktionsgefäß, wobei in genau entgegengesetzter Art verfahren wird9 als bei dem bekannten Verfahren,bei dem der Destillieraufsatz gerade den Zweck hat, den nicht umgesetzten Alkohol in dem Reaktionsgefäß zu halten; zu diesem Zweck ist es günstig, durch das Reaktionsgemisch einen Strom eines reaktionsträgen Gases durchzuführen; darüber hinaus dient dieser Strom zur Vertreibung der im Reaktionsgefäß enthaltenen Luft, somit zur Verbesserung der Farbe des Produktes durch Verhinderung seiner Oxydation Dieser dritte Erfindungsgedanke erbringt den Vorteil, die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, weil auf diese Art und Weise auch das bei der Reaktion gebildete Wasser, sowie es sich bildet, zusammen mit dem Alkohol weggeführt wird; somit verschiebt sich das genannte Gleichgewicht sehr schnellt Insofern hat auch diese Maßnahme eine grundlegende Bedeutung, wie man im einzelnen aus den Beispielen ersieht.
  • Es ist bekannt. daß bei Atmosphärendruck die Siedepunkte und somit die Reaktionstemperaturen für eine wesentliche Anzahl von Alkoholen mit derer Anzahl von Kohlenstoffatomen - einschließlich Äthyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl- und Hexylalkohol, deren Ester sehr beachtliche Bedeutung in der Industrie haben - sehr niedrig sind so daß es bisweilen vorzuziehen ist, zur Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit nach dem bekannten Verfahren zu arbeiten und zwar unter Druck, zumal mit Erhöhung des Druckes der Siedepunkt Jeder Verbindung steigt Wenn man so verfährt, kann man auch den Vorteil haben, die Verwendung saurer Katalysatoren zu vermeiden9 die Korrosionserscheinungen und chemische Nebenreaktionen verursachen und zu einer Färbung des rohen Esters führen, was zumindest eine Reinigung erforderlich macht, normalerweise mittels De stillierung, und anstatt dessen nicht-saure Katalysatoren zu verwenden, die den größten Teil dieser Nachteile ausschliessen, die aber9 wie bekannt ist, nicht aktiv sind, wenn sie nicht unter Druck und somit bei niedriger Temperatur verwandt werden.
  • Da das Verfahren ulher Druck erhebliche Anlagekosten mit sich bringt, schränkt es seine Anwendung in der Industrie ein, Man kann hingegen mit dem neuen erfindungsgemäßen Verfahren, aufgrund der Möglichkeit, daß man auch bei einer Arbeitsweise ohne Überdruck hohe Temperaturen erhalten kann, in überraschender Weise nicht-saure Reaktionskatalysatoren bei Atmosphärendruck oder bei niedrigerem Druck als Atmosphärendruck verwenden Weiterhin erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren vollständig das Weglassen eines Katalysators auch bei zahlreichen wichtigen Estern von Alkoholen mit niedrigem Siedepunkt 9 was bisher als unmöglich und unwirtschaftlich beerachtet wurde, dA man, um schon am Ende der Veresterung einen genügend niederen Säuregrad zu haben, die Reaktionszeit unerträglich hätte verlängern müssen. Tatsächlich erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren, sogar ohne die Verwendung irgendeines Katalysators, den Grad der freien Säure auf sehr niedere Werte zu bringen, und zwar unabhängig vom Druck.
  • Bei Alkoholen, die einen hohen Siedepunkt haben kann man hingegen auch bei dem neuen Verfahren nicht-saure Katalysatoren verwenden, deren Vorteile schon beschrieben wurden, wobei etwa bei Atmosphärendruck gearbeitet wirde Das neue Verfahren erbringt Jedoch auch für diese Alkohole den Vorteil, daß die Reaktionszeiten erheblich verkürzt werden können; das neue Verfahren erlaubt weiterhin bei Jedem beliebigen Druck eine vollständige Vermeidung von Katalysatoren aueh bei zahlreichen wichtigen Estern von Alkoholen mit hohem Siedepunkt, wobei sie bisher als unmöglich und/oder unwirtschaftlich betrachtet wurden, da sich in untragbarer Weise die Reaktionszeiten verlängert hätten, wie sich auch aus den Beispielen ergibt.
  • Die Möglichkeit der Weglassung des Katalysators bietet vor allem auch den Vorteil, sowohl für Ester von Alkoholen mit niederem Siedepunkt als auch für Ester von Alkoholen mit hohem Siedepunkt, daß jedes Aufarbeitungsverfahren, einschließlich einer Filtrierung, vermieden werden kann.
  • Eine weitere Verbesserung des Verfahrens9 das es ermöglicht, Ester zu gewinnen, die besonders frei von Fremdstoffen und/oder Farbstoffen sind, besteht darin, daß man in die Reaktionsmasse ein Gemisch von Aktivkohle, Zink und organischem Phosphit einführt, und zwar in den Verhältnissen von etwa 1% / 0,3% / 0,3%, bezogen auf Reaktionsgemisch, und in Abwesenheit eines sauren Katalysatorse Die folgenden Beispielen dienen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, ohne es Jedoch in irgendeiner Weise einzuschränken Beispiel Man gibt in eine Vorrichtung von 10 000 1 Inhalt aus rostfreiem Stahl mit Rührwerk und einem kurzen Rohr weiten Durchmesseis für den Austritt der Dämpfe, die mit Öl auf 300°C erwärmt ist, 1960 kg Maleinsäureanhydrid und 6240 kg (20% Überschuß) handelsüblichen 2-Äthylhexylalokohol. Man verwendet dabei keinen Katalysator, was ein wesentliches neues Merkmal darstellt.
  • In dem äusseren Mantel. mit welchem die Vorrichtung ver sehen ist, äßt man ein Fließmittel von einer Temperatur von etwa 300°C umlaufen. Die aus dem Reaktor austretenden Dämpfe des Gemisches aus Wasser und 2-Äthylhexylalkohol werden kondensiert und entmischen sich. Die obere alkoholische Phase, die Spuren von 2-Äthylhexylmaleat und Mono-2-Äthylhexylmaleat enthält, läßt man kontinuierlich zurückfliessen, wobei die Wiedereinführung über ein Ventil reguliert wird, und die wäßrige Phase wird abgelassen.
  • Während der ganzen Dauer der Reaktion wird durch die Masse ein Stickstoffatom mittels eines besonderen durchlöchertten Ringes hi@durchgeleitet.
  • Nach ( Stunden beträgt die freie Säure (als Maleinsäure berechnet) weniger als 0,15% und die Reaktion kann somit als beendet betrachtet werden. Der Alkoholüberschuß wird danach durch "Abstreifen" unter einem Vakuum von 5 Torr getrennt und bei den folgenden Beschickungen kontinuierlich wiederverwendet. Die Ausbeute an Di-2-äthylhexylmaleat beträgt 99%, bezogen auf Maleinsäureanhydrid.
  • Das so erhaltene 2-Äthylhexylmaleat ist völlig durchsichtig (es hat eine Farbe von 30 APHA) und vollkommen klar Somit entspricht die Qualität des Esters auch ohne weiterer Verarbeitungsstufen absolut den Marktvorschriften.
  • b) Völlig entsprechende Werte erzielte man mit Adipin-, Azelain-, Sebacinsäure und mit Phthalsäureanhydrid, die sowohl mit handelsüblichem 2-Äthylhexylalkohol als auch mit handelsüblichem Isooctyl-, Isononyl- und Isodecylalkohol umgesetzt wurden. Alle diese Ester steilen wesentliche Weichmacher dar und haben große industrielle Bedeutung.
  • Beispiel 2 a) Man gibt in eine gegen Wärme geschützte Vorrichtung aus rostfreiem Stahl von 10 000 l Inhalt mit Rührwerk und einem kurzen Rohr weiten Durchmessers für den Austritt der Dämpfe, 8000 kg handelsübliche Stearinsäure und 27 kg Paratoluolsulfonsäure. Man erwärmt auf 190°C und führt mittels Schwerkraft über einen besonders vorgesehenen gelochten Ring, der auf dem Boden der torr richtung engebracht ist, handelsüblichen Butylalkohol ein, und zwar mit einer Geschwindigkeit von etwa 2500 kg/Std., die über ein Ventil und ein Strömungsmeßgerät reguliert wird. Während der gesamten Reaktionedauer hält man die Temperatur auf etwa 190°C, wobei man über einen zweiten; besonders angebrachten gelochten Ring einen Stickstoffstrom durch, die Masse leitet. Nach etwa 1 Stunde und 30 Minuten beträgt die freie Säure, als Stearinsaure berechnet, weniger als 0,2%, und die Reaktion kann als beendet betrachtet werden Zu diesem Zeitpunkt unterbricht man die Alkoholzugabe, wovon also etwa 3750 kg eingeleitet wurden, d.h. Überschuß von etwa 80% gegenüber der stöchiometrischen Menge, Zur Neutralisierung des sauren Katalysators fügt man Calciumcarbonat hinzu und das so erhaltene rohe9 trübe und gelbe Butylstearat (Farbe 500 APRA) bringt man noch warm in eine Destilliervorrichtung und destil; liert unter Vakuum. Der überschüssige Alkohol, der einen kleinen Teil Butylstearat und Reaktionswasser enthält, wird dabei abdestilliert und kontinuierlich in den folgenden An sätzen wieder verwendet werden.
  • b) In einem zweiten Versuch geht man genau so vor wie bei a), Jedoch verwendet man anstatt der 27 kg Paratoluolsulfonsäure 50 kg Isopropyltitanat als nicht-sauren Katalysator. Die Umsetzung ist nach 3 Stunden und 45 Minuten beendet. Der rohe Ester ist trübe und hat eine Farbe von etwa 150 APHA.
  • Zum Vergleich wird bei dem bekac,nten Verfahren, wobei ein ähnliches Reaktionsgefäß derselben Größe benutzt wird, das aber mit einem geeigneten Destillieraufsatz versehen' ist9 der mit Raschig-Ringen gefüllt ist und an der Oberseite der Vorrichtung angeordnet ist und der weiterhin mit einem Dekantiergerät versehen ist, aus dem nach der Entmischung die obere alkoholische Schicht in den oberen Teil des Aufsatzes zurückgeleitet wird und wo aus Platzgründen eine Beschickung mit nur 6000 kg handelsüblicher Stearinsäure und 20 kg Paratoluolsulfonsäure (0,3% der Säure) sowie 3000 kg Butylalkohol (etwa 50% Überschuß) erfolgt,der gleiche Säuregrad erst nach 12 Stunden erreicht Weiterhin sind für das Trennen des Alkoholüberschusses durch Abstreifen weitere 2 Stunden erforderlich. Die Farbe des rohen Esters liegt höher als 500 APHA, und der Ester ist trübe.
  • c) In dem dritten erfindungsgemäßen Versuch verwendet man nur Säure und Alkohol ohne irgendeinen Katalysator noch Hilfsmittel. Dies bedeutet ein wesentliches Erfindungsmerkmal. in diesem Fall wird kontinuierlich das austretende Alkohol-Wasser-Gemisch in einem eigens dafür vorgesehenen Destillieraufsatz mit 22 Böden destilliert. Der fast wasserfreie Alkohol, der vom Grund des Aufsatzes kommt und einen kleinen Teil Butylstearat enthält, wird kontinuierlich über eine Pumpe in denselben gelochten Ring eingeführt, der auf dem Boden der Vorrichtung angeordnet ist und durch den erstmals der eingeleitete Alkohol eingeführt wird und der durch ein Ventil und ein Strömungsmeßgerät reguliert wird0 Man stellt die beiden Ventile so ein, daß die Gesamtmenge der eintretenden Flüssigkeiten stets etwa 2500 kg/Std. ist Dae Azeotrop aus Wasser und Alkohol, das im oberen Teil ankommt, wird hingegen in zwei Phasen entmischt: die wäßrige Phase wird abgeleitet und die alkoholische Phase wird in den oberen Teil des Auf satzes rückfließengelassen. Der verwendete Alkohol entspricht somit fast genau der stöchiometrischen Menge. Die UmsetZUng ist nach 4 Stunden beendet: der rohe Ester hat eine Farbe von 100 APHAg und ist vollkommen klar. Die Ausbeuten sind quantitativ.
  • d) Entsprechende kurze Reaktionszeiten erhält man, wenn man die handelsübliche Laurin-, Myristin-, palmitin-, Olein-, Adipin-, Sebacinsäure und das handelsübliche tialein- und Phthalsäureanhydrid mit dem handelsüblichen Butyl- und Isobutylalkohol umsetzt. Die Fettsäuren ergeben klare Ester mit einer Farbe von etwa 100 APHA, hingegen haben die Adipste, Sebacinate, Phthalate und Maleate, aueh sie vollkommen klars eine Farbe von etwa 30 APHA. Die Qualität entspricht also vollkommen den Marktvorschriften, ohne daß Nachbehandlungen oder Reinigungen, einschließlich der Filtrierung, notwendig sind.
  • Beispiel 3 Man verwendet dieselbe Vorrichtung und arbeitet bei der selben Temparatur, wie in Beispiel 2a), und beschickt mit 7500 kg handelsüblicher Myristinsäure und 25 kg Paratoluolsulfonsäure und leitet handelsüblichen Isopropylalkohol in die Masse ein; auch in diesem Fall leitet man den Alkohol mit einer Geschwindigkeit von etwa 2500 kg/Stdo eine Nach rund 3 Stunden und 30 Minuten ist die Reaktion beendet und der Gehalt an freier Säure niedriger als 0,5 (als Myri stinsäure berechnet). Das so erhaltene, rohe Isopropylmyristat wird noch warm in einen Vakuumdestillierapparat gebracht und direkt destilliert.
  • Der gesammelte Alkohol, der etwa 4% Wasser enthält, wird dann mit 1,5 Gew.-% festem Ätznatron ausgesalzen. Nach Dekantierung der unteren alkalischen wäßrigen Schicht, wird die obere alkoholische Schicht mit kon2entrierter Schwefelsaure neutralisiert und kontinuierlich in den darauffolgendsn Ansätzen wieder verwandte Andererseits kann man anstatt dessen den Alkohol über übliches Destillierverfahren über ein ternäres System, in diesem Fall z.B. mit Benzol, vom Wasser befreien und kontinuierlich weiterverwenden.
  • Beispiel 4 Man verfährt, wie in Beispiel 2e), aber man führt zu Beginn, zusammen mit der Säure, auch 80 kg Aktivkohle, 25 kg Zinkpulver und 25 kg Triphenylphosphit ein; die Umsetzung ist nach 3 Stunden und 45 Minuten beendet. Das rohe Butylstearat erfordert nur eine Filtration, um einen Farbwert von 25 APHA zu erhalten.

Claims (6)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Veresterung von Alkoholen mit höherem Siedepunkt als Wasser oder von Alkoholen, die mit Wasser azeotrope Gemische bilden, mit Säuren oder Anhydriden oder deren Gemischen, die höhere Siedepunkte als diese Alkohole oder die azeotropen Gemische der Alkohole mit Wasser haben, dadurch gekennzeichnet, daß man a) die zu veresternden Säuren oder Anhydride in das Reaktionsgefäß einbringt und man in diese Säuren oder Anhydride die Alkohole in flüssigem oder gasförmigem Zustands allein oder im Gemisch miteinander oder im Gemisch mit anderen Stoffen, allmählich und auf beliebig regulierbare Weise über Wascheinrichtungen oder ähnliche Eintauchröhren oder andere Mittel zur Begünstigung des Kontaktes von eintretendem Alkohol und nicht umgesetzter Säure oder nicht umgesetztem Anhydrid einführt undXoder b) das Reaktionsgemisch mit einer vom Druck unabhängigen frei wählbaren Temperatur im Bereich zwischen dem Siedepunkt der Alkohole oder zumindest des azeotropen Gemisches mit dem niedersten Siedepunkt, das der Alkohol mit anderen im Reaktionsgemisch vorhandenen Stoffen bildet, und dem Siedepunkt der Säuren oder Anhydride verwendet wird undXoder c) in dem Reaktionsgemisch nur eine minimale Menge an umsetzungsfähigem Alkohol verwendet wird und/4der d) man den Abgang des nicht umgesetzten Alkoholes und gegebenenfalls anderer flüchtiger Substanzen, einschließlich gegebenenfalls der durch die Umsetzung gebildeten Ester, aus dem Reaktionsgemisch in solchen Mengen , die nicht den dem Azeotrop entsprechenden Mengen oder den Flüchtigkeiten der verschiedenen Bestandteile, die unter d Reaktionsbedingungen vorliegen9 entsprechen und somit nicht von einer Verwendung oder der Wirksamkeit von Destl1ationsvorrichtungen abhängig sind, durchfUhrt9 daß gegebenenfalls dieser Abgang durch Ströme eines Inertgases oder Ströme anderer Mittel gefördert wird, ausgenommen der Fall, wo er für andere Zwecke oder für das= selbe Produkt entsprechend den vorstehenden Merkmalen a) bis d), gegebenenfalls nach Abtrennung des Reaktionswassers und der bei der Umsetzung gebildeten Ester durch übliche Verfahren wiederverwendet wird, und daß man die eventuelle Wiedereinleitung des während des vorhergehenden Zeitraumes nicht umgesetzten Alkohols gesteuert und unabhängig von der Wärme durchführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß man die Veresterung in Gegenwart von üblichen sauren Veresterungskatalysatoren durchführt 3.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Veresterung bei beliebigen Drucken, wobei nicht saure Katalysatoren verwandt werden, durchführt.
40 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Veresterung bei beliebigen Drucken in Abwesenheit eines Katalysators durchführt.
50 Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Reaktionsgemisch ein Gemisch aus Aktivkohle, Zink und organischem Phosphit zugibt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man ein- oder zweiwertige Carbonsäuren und/oder Anhydride verwendet.
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