DE2020118A1 - Process for the preparation of epoxyalkyl esters - Google Patents

Process for the preparation of epoxyalkyl esters

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DE2020118A1
DE2020118A1 DE19702020118 DE2020118A DE2020118A1 DE 2020118 A1 DE2020118 A1 DE 2020118A1 DE 19702020118 DE19702020118 DE 19702020118 DE 2020118 A DE2020118 A DE 2020118A DE 2020118 A1 DE2020118 A1 DE 2020118A1
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alkali metal
temperature
mixture
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catalyst
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DE19702020118
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German (de)
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Vegter Geert Casper
Sinnema Feije Hotze
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/02Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule
    • C08G59/12Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polycarboxylic acids with epihalohydrins or precursors thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D303/00Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D303/02Compounds containing oxirane rings
    • C07D303/12Compounds containing oxirane rings with hydrocarbon radicals, substituted by singly or doubly bound oxygen atoms
    • C07D303/16Compounds containing oxirane rings with hydrocarbon radicals, substituted by singly or doubly bound oxygen atoms by esterified hydroxyl radicals

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Description

Beschreibung zu der Patentanmeldung Description of the patent application

SiIELLIHTERNATIONALERESEARGHMAATSCHAPPIJN-V., 3O1 Carel van Bylandtlaan, Den Haag /NiederlandeSiIELLIHTERNATIONALERESEARGHMAATSCHAPPIJN-V., 3O 1 Carel van Bylandtlaan, The Hague / Netherlands

betreffend:
"Verfahren zur Herstellung von Epoxyalkylestern"
concerning:
"Process for the preparation of epoxyalkyl esters"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Epoxyalkylestern von Carbonsäuren mit einer oder mehreren Carboxylgruppen je Molekül durch Umsetzen eines Alkalimetallsalzes der Carbonsäure mit mehr als der stÖchiometrisehen '.' Menge eines Epoxymonohalogenalkans, dessen Halogenatom der Epoxygruppe benachbart ist.The invention relates to a process for the preparation of epoxyalkyl esters of carboxylic acids with one or more Carboxyl groups per molecule by reacting an alkali metal salt of the carboxylic acid with more than the stoichiometry '.' Amount of an epoxy monohaloalkane whose halogen atom is adjacent to the epoxy group.

Um unerwünschte Neben- und Folgereaktionen bei diesen Verfahren zu begrenzen, wird die angestrebte Umsetzung vorzugsweise in einem Medium durchgeführt, die kein Wasser oder nur eine sehr- kleine Wassermenge enthält. Bisher wurde ' dies dadurch n erreicht t daß man von Alkalimetallsalzen von Carbonsäuren ausging, die sorgfältig vor der Umsetzung mit dem Epoxyhalogenalican'getrocknet worden waren. Die Entfernung der letzten l/asserspuren aus dem Salz ist jedoch schwierig durchzuführen und erfordert aufwendige Verfahren, wie das Sprühtrocknen. ■In order to limit undesired secondary and secondary reactions in these processes, the desired reaction is preferably carried out in a medium which contains no water or only a very small amount of water. So far ', this has been achieved t n that emanated from alkali metal salts of carboxylic acids, which had been carefully prior to the reaction with the Epoxyhalogenalican'getrocknet. The removal of the last traces of water from the salt, however, is difficult to carry out and requires complex processes such as spray drying. ■

Aue der britischen Patentschrift A 056 986 ist ein VerfahrenAue of British Patent A 056 986 is one method

009846/1993 " 2 ~009846/1993 " 2 ~

1A-37 7081A-37 708

- Z- - Z-

zur Herstellung eines Epoxyalkylesters einer Monocarbonsäure bekannt, wobei diese getrennte vorgeschaltete Stufe des Saiztrocknens dadurch vermieden wird, daß das Epoxyhalogenalkan mit einem Salz dieser Säure in Form einer Suspension in einem organischen Lösungsmittel erhitzt wird, wobei diese Suspension durch allmähliche Zugabe einer wäßrigen . Alkalimetallhydroxidlosung zu einer Losung der Monocarbonsäure im organischen Lösungsmittel und Abdestillieren des Wassers erhalten worden war. Die bevorzugten Lösungsmittel in diesem Verfahren sind Kohlenwasserstoffe, insbesondere solche, die ψ zusammen mit Wasser azeotrop destilliert werden können. Es werden jedoch keine Werte über den Wassergehalt der Salzsuspension zu dem Zeitpunkt, wenn das Epoxyhalogenalkan'zugesetzt wird, mitgeteilt.known for the preparation of an epoxyalkyl ester of a monocarboxylic acid, this separate upstream step of Saiztrocknens is avoided in that the epoxyhalogenoalkane is heated with a salt of this acid in the form of a suspension in an organic solvent, this suspension by gradually adding an aqueous. Alkali metal hydroxide solution to a solution of the monocarboxylic acid in the organic solvent and distilling off the water had been obtained. The preferred solvents in this process are hydrocarbons, especially those that ψ can be azeotropically distilled together with water. However, no values are reported about the water content of the salt suspension at the time when the epoxyhalogenoalkane is added.

Die Erfindung befaßt sich mit einem einfacheren und v/irksameren Verfahren, wobei nicht nur die Reaktion des Salzes mit dem Epoxyhalogenalkan in einem fast wasserfreien Iledium ohne ein Trocknen des Salzes vor der Berührung mit dem Epoxyhalogenalkan durchgeführt wird, sondern auch kein organisches Lösungsmittel wahrend der Salzbildung und während der Umsetzung verwendet wird.The invention is concerned with a simpler and more effective one Process whereby not only the reaction of the salt with the epoxyhalogenoalkane in an almost anhydrous iledium without drying of the salt is carried out prior to contact with the epoxyhaloalkane, but also not organic Solvent during salt formation and during the reaction is used.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Epoxyalkylestern von Carbonsäurenmit einer oder mehreren Carboxylgruppen im Molekül durch Umsetzen eines Alkalimetallsalzes der Carbonsäure mit' mehr als der stöchiometrischen Menge eines Epoxymonohalogenalkans, dessen Hälogenatom der Epoxygruppe benachbart ist, in Gegenwart eines Katalysators, ist dadurch gekennzeichnet, daß man hintereinanderThe process according to the invention for the preparation of epoxyalkyl esters of carboxylic acids with one or more carboxyl groups in the molecule by reacting an alkali metal salt of the carboxylic acid with 'more than the stoichiometric amount of an epoxy monohalogen alkane, the hemogen atom of which is the epoxy group is adjacent, in the presence of a catalyst, is characterized in that one behind the other

(a) allmählich eine wäßrige Alkalimetallhydroxidlosung einer Konzentration von wenigstens 20 Gew.-^ zu einem sie.den.den Gemisch, das die Carbonsäure oder deren Anhydrid sowie das Epoxyhalogenalkan enthält, bei einer(a) gradually an aqueous alkali metal hydroxide solution a concentration of at least 20 wt .- ^ to one sie.den.den mixture containing the carboxylic acid or its Contains anhydride as well as the epoxyhaloalkane, at one

00984S/ 1 993 - 3 - 00984S / 1 993 - 3 -

"\ ' 1A-37 708"\ '1A-37 708

Temperatur unterhalb 1OQ0C unter gleichzeitigem Abdestillieren von Wasser und Epoxyhalogenalkan zugibt;Adding temperature below 1OQ 0 C with simultaneous distilling off water and Epoxyhalogenalkan;

(b) die Destillation zuletzt bei einer Temperatur, die; . höher als die Temperatur des siedenden Gemisches während der Alkalimetallhydroxidzugabe liegt, wenigstens solange(b) the distillation last at a temperature which ; . higher than the temperature of the boiling mixture during the alkali metal hydroxide addition, at least as long

'"■·■■ weiterführt,- bis der Wassergehalt des Gemisches unter -'0,5 Gew.—%. vorzugsweise'unter 0,1 Gew.-% liegt;- until the water content of the mixture is below -0.5 % by weight, preferably below 0.1% by weight;

(c) den Katalysator zugibt und(c) adding the catalyst and

(d) das Gemisch bei einer Temperatur von wenigstens 500C er-■ hitzt. ■■■■■' : - (d) hitzt the mixture at a temperature of at least 50 0 C ER- ■. ■■■■■ ' : -

Die bevorzugte Temperatur des siedenden Gemisches während der Zugabe des Alkalimetallhydroxide (Stufe a) liegt zwischen 50 und ;7O0C, was im allgemeinen bedeutet, daß unter vermindertem Druck gearbeitet wird. The preferred temperature of the boiling mixture during the addition of the alkali metal hydroxides (step a) is between 50 and; 7O 0 C, which generally means that it is carried under reduced pressure.

Gewöhnlich während der Zugabe, des Alkalimetallhydroxids werden das abdestillierte Wasser und das'Epoxyhalogenalkan kondensiert und in einem oaiaaler aufgefangen, aus den das abgetrennte Epoxyhalogenalkan in das siedende Gemisch zurückgeführt wird.Usually during the addition, the alkali metal hydroxide will be added the distilled water and das'Epoxyhalogenalkan condensed and caught in an oaiaaler, from which the separated Epoxyhalogenalkane is recycled into the boiling mixture.

Die Lncltemperatur bei der Destillation (Stufe b) vard vorzugsweise xv;iijchen 110 und 130 G ausgewählt, wozu in allgemeinen eine druckerhöhung auf wenigstens Atmosphärendruck erforderlich ist. In der Regel wecden diese Bedingungen nicht angewendet, bis ein merklicher weiterer Abfall des Wassergehalts des Heaktionsgemisch.es nicht mehr bemerkt wird.The temperature at which the distillation is carried out (stage b) is preferably selected to be 110 and 130 G, including in general a pressure increase to at least atmospheric pressure is required. Usually these conditions do not change applied until there is a noticeable further decrease in water content of the reaction mixture. it is no longer noticed.

Um möglichst weitgehend das während der Zugabe der wäßrigen Alkali^ietalliivdroxxdlösung zugesetzte Wasser und das während der anscnlieieriäen Salzbildung gebildete V/asser zu entfernen und/oder die Eroxyhalögenalkaiilconzentration, bei der-dieTo as much as possible during the addition of the aqueous Alkali ^ ietalliivdroxxdlösung and the water added during the adjacent salt formation to remove water formed and / or the hydroxyhalogen alkali concentration at which the

Q0 9846/19 93 - λ - Q0 9846/19 93 - λ -

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

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einzustellen, ' , katalytisch© Esterbildung durchgeführt wird ,/kann es erwünscht sein, frisches Epoxyhalogenalkan zu Jeder der Stufen a bis d , zuzuführen, vorzugsweise nicht eher als zu Beginn der Stufe b und nicht später als bei Beginn der Stufe d. Am meisten bevorzugt ist die Zugabe des frischen Epoxyhalogenalkans während der Stufe b und die Weiterführung der Destillation, bis die Epoxyihalogenalkankonzentration, bei der die katalytische Esterbildung begonnen wird, erreicht ist« Dies eliminiert die Notwendigkeit der Handhabung' eines großen Volumens des siedenden Gemisches, wenn beginnen soll , das Gemisch zum Sieden zu bringen. Die Zufuhr von frischem Epoxyhalogenalkan V bei der Erhöhung der Destillationstesnperatur oder unmittelbar vor diesem Augenblick ist eine wirksame Maßnahme zur weiteren Absenkung des Wassergehalts.When catalytic ester formation is carried out, it may be desirable to add fresh epoxyhaloalkane to each of stages a through d, preferably no earlier than the start of stage b and no later than the start of stage d. Most preferred is the addition of the fresh epoxyhaloalkane during step b and continuing the distillation until the epoxyihaloalkane concentration at which catalytic ester formation is started is reached. This eliminates the need to handle a large volume of the boiling mixture when starting supposed to bring the mixture to the boil. The addition of fresh epoxyhalogenoalkane V when the distillation temperature is increased or immediately before this point is an effective measure for further reducing the water content.

Von den ©j?findungsgemäß verwendeten Epoxyhalogenalkanen ist Epiehlorhy&rin bevorzugt. Es können jedoch auch andere Epoxyhalogenalkan®ß z.B. Epibromhydrin, 2-Methylepichlorhydrin, 1-Chlor-2,5-epoiEjbutan und 1-Chlor-2f3-epoxyhexan verwendet werden.Of the epoxyhaloalkanes used in accordance with the invention, epoxy-fluorine is preferred. However, other Epoxyhalogenalkan® ß such as epibromohydrin, 2-methylepichlorohydrin, 1-chloro-2,5-epoi-butane and 1-chloro-2 f 3-epoxyhexane can be used.

Das zum siedenden Gemisch zuzusetzende bevorzugte Alkalimetallhydroxid ist Kaiiumhydroxid. Eine allmähliche Zugabe des Alkalinetallhydroxids ist erforderlich, um eine starke Wärmeentwicklung und eiaen plötzlichen zeitweiligen scharfen Anstieg der Wa&s&rk&näeatration zu- vermeiden. Die Zugabegeschwincligkeit der Byäroxidlösuiig kann höher sein, wenn die Konzentration dieser Lösung, die Rührgeschwindigkeit und die Je Zetteinheit gebildete Dampfmenge so ausgewählt werden, daß sie höher liegen,, Die ZugabegeschwiMigkeit des Hydroxids kann leicht den anderen Bedingungen angepaßt werden. Außerdem ist die Zeitspanne, die für die Zugabe erfordasrlich ist, langer, wsihi die Mengen der verwendeten Ausgangsstoffe großes· siad· Meistens findet die Zugabe innerhalb eines Zeitraums von wenigstens einer Viertelstunde, • vo2?EUgBwaist® if;@nig8fe©as einer halben Stunde statte g«B. von "The preferred alkali metal hydroxide to be added to the boiling mixture is potassium hydroxide. A gradual addition of the alkali metal hydroxide is required to have a strong Heat build-up and a sudden, intermittent sharpness Avoid increasing the wa & s & rk & naeatration. The rate of addition the byaroxide solution can be higher if the concentration of this solution, the stirring speed and the amount of steam generated per tedding unit is selected in this way that they are higher, the speed of addition of the Hydroxide can easily be adapted to the other conditions. In addition, the length of time required for the addition is necessary is, longer, wsihi the amounts of the raw materials used large · siad · Most of the time, the encore takes place within a period of at least a quarter of an hour, • vo2? EUgBwaist® if; @ nig8fe © as half an hour give g «B. from "

■; , · Ö0984S/1SS3 "-5- · : ■; , · Ö0984S / 1SS3 "-5- · :

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

202Ö118202Ö118

· ,' . 1A-37 708·, '. 1A-37 708

einer bis mehreren Stunden.one to several hours.

Um die Wassermenge, die mit der Alkalimetallhydroxidlösung eingebracht wird, relativ niedrig zu halten, wird die Konzentration des Bydroxids vorzugsweise auf wenigstens 45 Gev.-% eingestellt, wobei die höchstmögliche Konzentration am günstigsten ist. Zum gleichen Zweck ist es wünschenswert, daß das siedende Gemisch, zu welchem die konzentrierte Alkalimetallhydroxidlösung zugesetzt werden soll, anstelle der Carbonsäure deren Anhydrid enthält. Es ist daher besonders bevorzugt, diese drei Maßnahmen zu kombinieren. Die Carbonsäure oder das Carbonsäureanhydrid können im Epoxyhalogenalkan gelöst oder darin dispergiert sein, wobei der Zustand der Lösung am wirksamsten ist.In order to keep the amount of water introduced with the alkali metal hydroxide solution relatively low, the concentration of the hydroxide is preferably adjusted to at least 45 % by weight , the highest possible concentration being most favorable. For the same purpose, it is desirable that the boiling mixture to which the concentrated alkali metal hydroxide solution is to be added contain its anhydride instead of the carboxylic acid. It is therefore particularly preferred to combine these three measures. The carboxylic acid or anhydride may be dissolved or dispersed in the epoxyhaloalkane, the state of the solution being the most effective.

Die bevorzugte Menge von Alkalimetallhydroxid liegt vom 0,8- bis 1,2-fachen der äquivalenten Menge, wobei Mengen im Bereich von dem 0,95- bis 1,05-fachen der äquivalenten Menge besonders bevorzugt sind.The preferred amount of alkali metal hydroxide is from 0.8 to 1.2 times the equivalent amount, with amounts im Range from 0.95 to 1.05 times the equivalent amount are particularly preferred.

Obwohl die Erfindung die Herstellung von Epoxyalkylestern von Carbonsäuren im allgemeinen betrifft, einschließlich von Monocarbonsäuren, werden erfindungsgemäß Epoxyalkylester von Carbonsäuren mit wenigstens zwei Carboxylgruppen besonders angestrebt. Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der Carbonsäuren ist die Gegenwart eines Rings von wenigstens 5 Kohlenstoffatomen im Ring, insbesondere, wenn wenigstens zwei Carboxylgruppen unmittelbar an diesen Ring gebunden sind. Insbesondere sind cycloaliphatische Ringe erwünscht. Weiterhin sind die Ringe der Carbonsäuren vorzugsweise sechsgliedrige Ringe, wobei die am meisten bevorzugten Repräsentanten solcher Verbindungen die Hydf*oorthophthalsäuren, wie Tetra-hydrophthalsäure und insbesondere'die Hexahydrophthalsäure,sind. Although the invention is the preparation of epoxyalkyl esters of carboxylic acids in general, including monocarboxylic acids, are epoxyalkyl esters according to the invention of carboxylic acids with at least two carboxyl groups especially aimed at. Another preferred feature of the Carboxylic acids is the presence of a ring of at least 5 carbon atoms in the ring, especially if at least two carboxyl groups bonded directly to this ring are. In particular, cycloaliphatic rings are desirable. Furthermore, the rings of the carboxylic acids are preferably six-membered rings, with the most preferred Representatives of such compounds are the hydroforthophthalic acids, such as tetra-hydrophthalic acid and especially hexahydrophthalic acid.

. ■·■-■'. '...-ii■■"■"-■ 6-■-'■*' 9846/1993. ■ · ■ - ■ '. '...- ii ■■ "■" - ■ 6- ■ -' ■ * ' 9846/1993

1A-57 708'1A-57 708 '

- 6- 6

Wie bereits erwähnt, liegt die Menge des Epoxymonohalogenalkans, mit dem das Alkalimetallsalz umgesetzt v/erden soll, Höher als die stöchiometrische Menge. Wenn-der Katalysator zugegeben wird, entspricht das Verhältnis der Epoxyhalogenalkanverbindung sum Alkalimetallsalz mehr als 1,5 Gramm-Atome Halogen je Gramm-Atom Alkalimetall, wobei ein Verhältnis entsprechend 4- bis 10 Gramm-AtomeHalogen Je Gramm-Atom Alkalimetall besonders bevorzugt ist. Wenn der erwünschte niedrige Wassergehalt des Reaktionsgemisches erreicht ist, jedoch das Verhältnis von Epoxyhalogenalkan zum Salz immer noch zu hoch liegt, kann dieses Verhältnis auf das gewünschte Verhältnis durch weitere Fortsetzung der Destillation gesenkt werden. In dem Falle, wenn das Verhältnis Epoxyhalogenalkan zu SaIa zu niedrig ist, wenn der gewünschte niedrige Wassergehalt erreicht ist, kann frisches Epoxyhalogenalkan unmittel bar vor, während oder unmittelbar nach der Zugabe des Katalysators zugefügt werden.As already mentioned, the amount of epoxy monohaloalkane, with which the alkali metal salt is to be reacted, higher than the stoichiometric amount. If-the catalyst is added, the ratio corresponds to the epoxyhaloalkane compound sum alkali metal salt more than 1.5 gram atoms Halogen per gram atom of alkali metal, where a ratio corresponding to 4 to 10 gram atoms of halogen per gram atom Alkali metal is particularly preferred. When the desired low water content of the reaction mixture is reached, however, the ratio of epoxyhalogenoalkane to salt is still too high, this ratio can be adjusted to the desired one Ratio can be lowered by further continuation of the distillation. In the case when the ratio is epoxyhaloalkane To SaIa is too low, when the desired low water content is reached, fresh epoxyhaloalkane can be used immediately bar before, during or immediately after the addition of the catalyst be added.

Die bevorzugten erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren sind quaternäre Ammoniumsalze, wie Tetramethylammoniumchlorid, Tetramethylammoniumbromid, Tetrabutylaramoniumchlorid, BenzyltrimethylammoniumchloridT Benzyltrimethylammoniumsulfat, Cyclohexyltrimethylaannoniumbronia, Phenyltrioctylanimoniumchlorid und Diphenyldijäethylaramoniumborat. Es können jedoch auch tertiäre Amine, z.B. Triäthylamiri, Triphenylamin odei^ Tricyclohexylamin und außerdem Thioäther und/oder deren "Sulfoaiumealze, Phosphine, wie Triphenylphosphin oder Phosphoniumsalze ebenso gut als geeignete Katalysatoren verwendet werden.The preferred catalysts used in the invention are quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, Tetrabutylaramoniumchlorid, benzyltrimethylammonium T Benzyltrimethylammoniumsulfat, Cyclohexyltrimethylaannoniumbronia, Phenyltrioctylanimoniumchlorid and Diphenyldijäethylaramoniumborat. However, tertiary amines such as triethylamine, triphenylamine odei ^ tricyclohexylamine and also thioethers and / or their sulfoaium salts, phosphines such as triphenylphosphine or phosphonium salts can be used as suitable catalysts.

Die letzte Stufe (d) des Verfahrens, wobei nach der Katalysatorzugabe das Genisch auf eine Temperatur von wenigstens 500C erhitzt wird, wird vorzugsweise bei einer Temperatur ■von wenigstens 1000C durchgeführt. In der Regel wird dieses Erhitzen weitergeführt, bis die Esterbildung vollständig ist.The final stage (d) of the process, wherein the Genisch is heated to a temperature of at least 50 0 C after the catalyst addition is preferably carried out at a temperature of at least 100 0 ■ C. As a rule, this heating is continued until the ester formation is complete.

BADBATH

1Α-37. 7081-37. 708

Gewöhnlich findet das Erhitzen unter Hückfluß,statt.Usually the heating takes place under reflux.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert»The invention is further illustrated by the following examples explained »

B e i 8 ρ i e 1 1B e i 8 ρ i e 1 1

Es wurden 154 g (1 Mol) Hexahydrophthalsäureanhydrid (HHPA) in 1110 g (12 Mol) Epichlorhydrin (ECH) gelöst, wonach die Lösung bei einem verminderten Druck von 100 mm Hg und unter Rückfluß gekocht wurde und die Siedetemperatur unter diesen Bedingungen etwa 6O0C betrug. Eine Menge von 221,3 g einer 50,6-gei^.-%igen wäßrigen Kaliumhydroxidlösung wurde allmählich innerhalb von 2 h zum siedenden Gemisch zugesetzt, während das Wasser als Azeotrop mit EGH abdestilliert» kondensiert und in einem Sammler aufgefangen wurde, der im Huckflußsystem eingebaut war. Aus diesem Sammler wurde das kondensierte ECH, das die untere Schicht bildete, in das siedende Gemisch zurückgeführt, während die obere Schicht aus Wasser im Sammler belassen wurde.There were 154 g (1 mole) of hexahydrophthalic anhydride (HHPA) in 1110 g (12 mol) of epichlorohydrin (ECH) was dissolved, then the solution was boiled at a reduced pressure of 100 mm Hg and reflux and the boiling temperature under these conditions is about 6O 0 C was. An amount of 221.3 g of a 50.6-Ge ^ .-% aqueous potassium hydroxide solution was gradually added to the boiling mixture over the course of 2 hours, while the water was distilled off as an azeotrope with EGH and was collected in a collector which was in the Backflow system was built in. From this collector, the condensed ECH that formed the lower layer was returned to the boiling mixture, while the upper layer of water was left in the collector.

Nachdem das Kaliumhydroxid zugegeben war, wurde eine weitere Wassermenge durch Abdestillieren von ECH ohne Anwendung von Rückfluß entfernt. Zu diesem Zweck wurden zunächst etwa 40 # des ECH bei dem genannten verminderten Druck abdestilliert und anschließend eine Menge von frischem ECH entsprechend etwa 100 % der ursprünglichen ECH-Menge zugesetzt und schließlich eine Menge ent epr echend etwa 60 % der ursprünglichen Menge bei Atmosphärendruck abdestilliert. Als Ergebnis dieser Ver- · fahrensweise stieg die Temperatur am Boden des Destillierkolbens auf etwa 116°C an und der Wassergehalt des eiedenden Gemisches war auf O1Oj Gew.-yi abgefallen. Danach wurden 3g letramethylanHapniuiibromid zugesetzt, wonach das Gemisch 2h . aa Hückfluß erhitzt wurde. In diesem Zeitraum stieg die Bodenteicperjatur auf 12O°C an. Schließlich wurde das lieaktionsproduktAfter the potassium hydroxide was added, an additional amount of water was removed by distilling off the ECH without the use of reflux. For this purpose about 40 # of the ECH was first distilled off at the said reduced pressure and then an amount of fresh ECH corresponding to about 100 % of the original amount of ECH was added and finally an amount corresponding to about 60 % of the original amount was distilled off at atmospheric pressure. As a result of this comparison · drive, the temperature rose at the bottom of the distillation flask to approximately 116 ° C and the water content of the mixture had dropped to eiedenden O 1 Oj weight yi. Thereafter, 3 g of letramethylanehapniulibromide were added, after which the mixture was 2 hours. aa was refluxed. During this period the soil temperature rose to 120 ° C. Eventually it became the reaction product

009846/1993009846/1993

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isoliert, indem hintereinander (1) 90 bis 95 % des nichtumgesetzten Epiehlorhydrins bei einem Druck von 15 bis 25 mm Hg (Bodentemperatur höchstens 700G) abdestilliert wurde, (2) Toluol bei Ätmospharendruck zugesetzt wurde, bis eine Esterlösung von etwa 25 Gewe-% erhalten wurde, (3) das Gemisch auf eine Temperatur unterhalb 300C abgekühlt wurde, (4) das Gemisch einmal mit Wasser und zweimal mit einer 5-gew.-%igen wäßrigen Lösuog von NaHgPO^ gewaschen" wurde, (5) das Toluol abdestilliert wurde und (6) das Produkt 1 h bei 1400C erhitzt " wurde.isolated by successively (1) 90 to 95 % of the unreacted Epiehlorhydrin at a pressure of 15 to 25 mm Hg (bottom temperature at most 70 0 G) was distilled off, (2) toluene was added at atmospheric pressure until an ester solution of about 25 e -% was obtained, (3) the mixture was cooled to a temperature below 30 ° C., (4) the mixture was washed once with water and twice with a 5% by weight aqueous solution of NaHgPO ^, (5 ) the toluene was distilled off and (6) the product was heated at 140 ° C. for 1 h.

" Die Ergebnisse sind in der Tabelle aufgeführt, die ebenfalle. die Ergebnisse aus den folgenden Beispielen wiedergibt."The results are shown in the table, which is also. reproduces the results from the following examples.

B ei ei ρ J1 e. In e 2 __bis _6 B ei ρ J 1 e. I n e 2 __ to _6

Es wurden in gleicher Weiee wi® in Beispiel 1 weitere Ver-. suche durchgeführt, wobei jedoch einige Unterschiede bestanden, die zusammen mit den erhaltenen Ergebnissen in der folgenden Tabelle wiedergegeben sind.There were in the same Weiee wi® in Example 1 further Ver. The search was carried out but there were some differences which, along with the results obtained, are shown in the following table.

TABELLE :TABEL :

48/1ÖS348 / 1ÖS3

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

1A-37 7081A-37 708

■■ ■ ■.■■ ■■ .. ,-.-Γ 9V ... . ■ '■■ ■ ■. ■■ ■■ .., -.- Γ 9V .... ■ '

TABE LLETABEL

Beispiel Nr. 1 2 3 4Example no. 1 2 3 4

MolarverhältnisMolar ratio

ECH/HHPA 12 12 12 12 12 12ECH / HHPA 12 12 12 12 12 12

KOH/HHPA 2,00 2,05 2,05 2,05 2,05 2,10KOH / HHPA 2.00 2.05 2.05 2.05 2.05 2.10

KOH-LösungKOH solution

Konzentration, Gew.-% 50,6 51,5 50,6 50,6 50,6 51,5 zugefügte Menge, g 221,3 223,0 227,9 227,0 227,0 229,ΟConcentration, wt -.% 50.6 51.5 50.6 50.6 50.6 51.5 addition amount, g 221.3 223.0 227.9 227.0 227.0 229, Ο

H2O-GebaltH 2 O content

des siedenden Ge- .of the boiling ge.

misches unmittelbar
vor Zugabe des Katalysators, Gew.-% 0,03 0,15 0,22 0,1 0,05 0,24
mix immediately
before addition of the catalyst, wt .-% 0.03 0.15 0.22 0.1 0.05 0.24

ReaktionsbedingungenReaction conditions

(nach Katalysatorzugabe) Zeit, h 2 1,5 2 3 4-,5 2 Temperatur,0C 116-115- 115- 115- 115- 115-(after addition of catalyst) time, h 2 1.5 2 3 4-, 5 2 temperature, 0 C 116-115- 115- 115- 115- 115-

120 118 118 118 119 118120 118 118 118 119 118

Analytische Werte des GlycidylestersAnalytical values of the glycidyl ester

Epoxyäquivalent 165 165 164 165 178 164 ViskositätEpoxy equivalent 165 165 164 165 178 164 viscosity

(Stokes), 250C 3,2 3,0 3,7 3,0 5»5 3,5 Farbe (Gardner) 4 3-4 4-5 4-5 7-8 4-5(Stokes), 25 0 C 3.2 3.0 3.7 3.0 5 »5 3.5 Color (Gardner) 4 3-4 4-5 4-5 7-8 4-5

Gehalt an verseif- ·Saponification content

barem Chlor, Gew.-% 1,311,60 0,75 1,43 1,80 0,95 Gesamtchlor, Gew#-% - 1,93 · 1,12 1,76 4,09 1,36baremic chlorine,% w / w 1.311.60 0.75 1.43 1.80 0.95 Total chlorine, wt% - 1.93 x 1.12 1.76 4.09 1.36

Ausbeute \ fo . Yield \ fo .

(auf HHPA bezogen) 93,1 90,7 91,8 94,2 98,5 92,5(based on HHPA) 93.1 90.7 91.8 94.2 98.5 92.5

PATENTikNSPRÜCHB:PATENT CLAIMS:

00β8Λ.6./199-3 ■ v^m"'00β8Λ.6. / 199-3 ■ v ^ m "'

ORIGINAHNSPECTEDORIGINAHNSPECTED

Claims (1)

1A-37 7081A-37 708 - 10 PAT.ENTANSPRÜCHE - 10 PATENT CLAIMS Verfahren zur Herstellung von Epoxyalkylestern von Carbonsäuren mit einer oder mehreren Carboxylgruppen je Molekül durch Umsetzen eines Alkalimetallsalzes der Carbonsäure mit mehr als der stöchiometrischen Menge eines Epoxymonohalogenalkans, dessen Halogenatom der Epoxygruppe benachbart ist» in Gegenwart eines Katalysators, dadurch gekennzeichnet , daß man hintereinander Process for the preparation of epoxyalkyl esters of Carboxylic acids with one or more carboxyl groups per molecule by reacting an alkali metal salt of the carboxylic acid with more than the stoichiometric amount of an epoxymonohalogenalkane, whose halogen atom is adjacent to the epoxy group »in the presence of a catalyst, characterized in that one behind the other (a) allmählich eine wäßrige Alkalimetallhydroxidlosung einer Konzentration von wenigstens 20 Gew.-% zu einem siedenden Gemisch, das die Carbonsäure oder deren Anhydrid sowie das Epoxyhalogenalkan enthält, bei einer Temperatur unterhalb 1000C unter gleichzeitigem Abdestillieren von "Wasser und Epoxyhalogenalkan zugibt;(a) an aqueous Alkalimetallhydroxidlosung gradually, adding a concentration of at least 20 wt .-% to a boiling mixture containing the carboxylic acid or its anhydride and the Epoxyhalogenalkan at a temperature below 100 0 C with simultaneous distilling off "water and Epoxyhalogenalkan; (b) die Destillation zuletzt bei einer Temperatur, die höher als die Temperatur des siedenden Gemisches während der Alkalimetallhydroxidzugabe liegt, wenigstens solange w'eiterführt, bis der Wassergehalt des Gemisches unter 0,5 Gew.-%, vorzugsweise unter 0,TGew.-% liegt;(b) the distillation last at a temperature higher than the temperature of the boiling mixture during the The addition of alkali metal hydroxide is at least continued until the water content of the mixture is below 0.5% by weight, preferably below 0. T% by weight; (c).den Katalysator zugibt und(c). adding the catalyst and (d) das Gemisch bei einer Temperatur von wenigstens 5O0C erhitzt. " . (d) heating the mixture at a temperature of at least 5O 0 C. ". 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperatur des siedenden Gemisches während der Stufe (a) zwischen 50 und 700C liegt.2) Process according to claim 1, characterized in that the temperature of the boiling mixture during stage (a) is between 50 and 70 ° C. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η3) Method according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e η η zeichnet , daß die schließliche Destillations-shows that the eventual distillation o
temperatur zwischen 110 und 130 C liegt.
O
temperature is between 110 and 130 C.
- 11 00 9846/1t93 - 11 00 9846 / 1t93 badbath 1A-37 7081A-37 708 - 11 -- 11 - 4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e η η ze i c h η e t , daß man während ^eder der Stufen (a) bis (d) frisches Epoxyhalogenalkan zu dem das Alkalimetallsalz enthaltenden Gemisch zufügt.4) Method according to claim 1 to 3, characterized g e k e η η ze i c h η e t that one during ^ eder der Steps (a) to (d) fresh epoxyhaloalkane to which the Alkali metal salt-containing mixture is added. 5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e η. η ζ e i c h η e t , daß man das frische Epoxyhalogenalkan v/ährend der Stufe (b) zusetzt und die Destillation weiterführt, bis die Epöxyhalogenalkankonzentration, bei der die katalytische Esterbildung beginnt, erreicht ist.5) Method according to claim 4, characterized in that g e k e η. η ζ e i c h η e t that the fresh epoxyhaloalkane v / uring stage (b) is added and the distillation continues until the epoxyhalogenalkane concentration, at which begins the catalytic ester formation is reached. 6) Verfahren nach Anspruch 1 Me 5» dadurch gekennzeichnet , daß man als Epoxyhalogenalkan Spichlorhydrin verwendet.6) Process according to claim 1 Me 5 »characterized in that the epoxyhaloalkane is spichlorohydrin used. 7) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch g e k β η η ζ ei c h η e t , daß nan als Alkalimetallhydroxid Kaliumhydroxid verwendet.7) Method according to claim 1 to 6, characterized in that g e k β η η ζ ei c h η e t that nan as an alkali metal hydroxide Potassium hydroxide used. 8) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7 ν dadurch g e kenn zeichnet , daß man als Carbonsäure fletrahydrophthalsäure oder Hexahjdrophthaisäure verwendet. .8) Method according to claim 1 to 7 ν characterized ge characterized in that the carboxylic acid used is fletrahydrophthalic acid or hexahydrophthalic acid. . 9) Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet f daß die Konzentration der wäßrigen Alkaline ta llhydroxidlö sung, die in Stufe (a) sugeeetst wird» wenigstens 45 Gew.-% beträgt und öaß daa siedende Genieofc «in Anhydrid der Carboneäure enthält.9) A method according to claim 1 to 8, characterized f in that the concentration of the aqueous alkaline ta llhydroxidlö solution which sugeeetst in step (a) "is at least 45 wt -.% By and öaß daa boiling Genieofc" in anhydride of Carboneäure contains. .10) Verfahren nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Menge des zugesetzten Alkaline tallhydroxids das 0,8- bis 1,2-fache der äquivalenten Menge beträgt..10) Method according to claim 1 to 9 »characterized that the amount of the added alkali tallhydroxids 0.8 to 1.2 times the equivalent amount amounts to. Ii) Verfahren nach Ansprüche 10, dadurch g e k e na -Ii) Method according to claim 10, characterized in that g e k e na - 1993 " T "1993 " T " BADQfflGlNALBADQfflGlNAL 1A-37 7081A-37 708 - 12 -- 12 - zeichnet , daß die Menge des zugesetzten Alkalimetal lhydroxids das 0,95- "bis 1,05-fache der äquivalenten Menge beträgt.records that the amount of added alkali metal hydroxide 0.95 "to 1.05 times the equivalent Amount is. 12) Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß man das Wasser solange abdestilliert, bis wenigstens der Wassergehalt des Reaktionsgemischee unterhalb 0,1 Gew.-% liegt.12) Method according to claim 1 to 11, characterized in that the water is distilled off as long as until at least the water content of the reaction mixture is below 0.1% by weight. 15) Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß man als Katalysator ein w quaternäres Ammoniumsalz verwendet.15) The method of claim 1 to 12, characterized in that the catalyst used is a quaternary ammonium salt w. 14) Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß das Verhältnis von Epoxyhalogenalkan zum Alkalimetallsalζ bei der Katalysatorzugabe mehr als 1,5 Gramo-Atom Halogen je Gramm-Atom Alkalimetall beträgt.14) Method according to claim 1 to 13, characterized in that the ratio of epoxyhaloalkane to the alkali metal salt when adding the catalyst more than 1.5 gramo atoms of halogen per gram atom of alkali metal amounts to. 15) Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet ι daß das Verhältnis von Epoxyhalogenalkan zu Alkalimetallsalz bei der Katalysatorzugabe 4 bis 10 Gramm-Atome Halogen je Gramm-Atom Alkalimetall beträgt.15) Method according to claim 14, characterized ι that the ratio of epoxyhalogenalkane to alkali metal salt when the catalyst is added 4 to 10 gram atoms of halogen per gram atom of alkali metal. 009846/1993009846/1993 BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
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