DE2342823C3 - Verfahren zur Herstellung höhermolekularer, aliphatischer Monocarbonsäuren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung höhermolekularer, aliphatischer MonocarbonsäurenInfo
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Description
säuren bzw. Carbonsäuregemische mit relativ niedrigem
Gehalt an Neutralteilen sind farblos und thermostabil und eignen sich besonders zur Herstellung von
wachsartigen Estern, Teilestern und Amiden, die ihrerseits z. B. als Gleitmittel bei der Kunstoffverarbeitung,
sowie bei der Herstellung von Bohnermassen und Polituren Verwendung finden.
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung des Verfahrens.
Jeweils 100 g eines handelsüblichen, technischen Λ-Olefingemisches der Kettenlänge C21 bis C4S wurden
in der Schmelze mit unterschiedlichen Mengen höherer aliphatischer Mono- bzw. Dialkohole vermischt,
worauf mit einer Chromschwefelsäure, die 100 g CrO3 und 540 g H2SO4 im Liter enthielt, unter Rühren
bei 110 bis 1150C umgesetzt wurde. Die CrO3-Mehge
betrug 125 bzw. 175 Gewichtsprozent, bezogen auf eingesetztes Olefin-Alkohol-Gemisch (1,18 bzw. 1,65 Liter).
Bei den Beispielen 1 und 2 wurde die gesamte Chromschwefelsäure vorgelegt, während bei den Beispielen
3 und 4 im Zwei-Stufen-Verfahren unter Abtrennung des verbrauchten Oxidationsmittels der
1. Stufe gearbeitet wurde. Die Versuchsdaten und die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle zusammengestellt.
Beispiel | Zugesetzter Alkohol und | Chromschwcfelsäure-Menge | davon Gewichtsprozent in der | 2. Stufe | Oxidat | Enthält |
Nr. | Menge | Gesamt | 1. Stufe | Säurezahl | (Gewichts | |
prozent) | ||||||
(Gewichtsprozent) | (Gewichts | 0 | Neutralteile | |||
prozent) | 125 | 0 | 38,0 | |||
1 a | ohne | 125 | 125 | 0 | 80 | 22,9 |
b | 2,5%Decyl- | 125 | 125 | 0 | 74 | 27,6 |
C | 5,0%Stearyl- | 125 | 125 | 0 | 77 | 27,2 |
d | 5,0% C21') | 125 | 175 | 0 | 74 | 34,3 |
2a | ohne | 175 | 175 | 0 | 92 | 26,2 |
b | 5,0% Decyl- | 175 | 175 | 0 | 80 | 21,4 |
C | 5,0%Stearyl- | 175 | 175 | 50 | 84 | 20,0 |
d | 10,0%Stearyl- | 175 | 75 | 50 | 88 | 25,9 |
3 a | ohne | 125 | 75 | 50 | 86 | 22,2 |
b | 5,0% Decyl- | 125 | 75 | 50 | 78 | 23,2 |
C | 5,0%Stearyl- | 125 | 125 | 50 | 83 | 19,5 |
4a | ohne | m | 125 | 50 | 113 | 16,7 |
b | 2,5%Decyl- | 175 | 125 | 50 | 93 | 10,4 |
C | 5,0%Decyl- | 175 | 125 | 50 | 96 | 8,6 |
d | 5,0%Stearyl- | 175 | 125 | 50 | 106 | 10,2 |
e | 10,0%Stearyl- | 175 | 125 | 106 | 7,8 | |
f | 10,0% Diol2) | 175 | 113 | |||
') Synthesealkohol nach Ziegler mit 24 C-Atomen.
') a-m-Nonadecandiol.
') a-m-Nonadecandiol.
Das das Ergebnis der erfindungsgemäßen Arbeitsweise
tatsächlich auf einem katalytisch gesteigerten, höheren Umsetzungsgrad und nicht auf der zwangsläufigen
Oxidation der zugesetzten Alkohole beruht, sei z. B. am Vergleich der erhaltenen Neutralteilmengen
der Beispiele la und Ib aufgezeigt:
Nimmt man zu diesem Zwecke an, im Beispiel Ib hätte sich der Neutralteil nur dadurch verringert, daß
der umgesetzte Anteil um den Betrag des vor der Oxidation zugesetzten Alkohols erhöht wird, so würde
die Menge an Neutralteil im Oxidat betragen:
38,0 · 100
Gewichtsprozent Neutralteil =
Gewichtsprozent Neutralteil =
= 37,0%.
100 + 2,5
Die Differenz zwischen dieser rechnerisch ermittelten und der tatsächlich gefundenen Menge an Neutralteil
(22,9 Gewichtsprozent) ist somit ausschließlich der erlindungsgemäßen
Maßnahme zuzuschreiben.
Claims (1)
- Kettenläneen von bis zu etwa 70 C-Atomen besitzen Patentanspruch: können. Bevorzugt werden Λ-Olefingernische, die z. B.als Schnitte C 22 bis C 28 oder C 24 bis C 48 imVerfahren zur Herstellung höhermolekularer, Handel sind, verwendet.aliphatischer Monocarbonsäuren aus ^-Olefinen 5 Als geeignete aliphatische Alkohole sind bevorzugt mit 16 bis 70 Kohlenstoffatomen im Molekül oder Monoalkohole der Kettenlange C 10 bis C 40^ beGemischen derartiger .Λ-Olefine durch Oxidation sonders gradkettige primäre Alkohole, z. B. Decylmittels Chromschwefelsäure. die im Liter 300 bis alkohol, Dodecylalkohol, Tetradecylalkohol, Cetyi-650 g Schwefelsäure und 50 bis 140 g Chrom- alkohol ι nd insbesondere Stearylalkohol und Behenyltrioxid enthält, im geschmolzenen Zustand bei 60 io alkohol, ferner Glykol- und Polyglykolmonoalkylbis 18O0C, dadurch gekennzeichnet, äther mit höheren Alkylgruppen, wie z. B. üer Atherdaß man den geschmolzenen Olefinen bzw. Olefin- alkohol Glykol-Monostearyläther. Ebenfalls brauchgemischen vor der Oxidation 2 bis 15 Gewichts- bar sind synthetische Monoalkohole mit bis zu Prozent aliphatische Mono- oder Dialkohole mit 40 C-Atomen, etwa solche, wie sie nach der bekannten 10 bis 40 Kohlenstoffatomen im Molekül, ge- 15 Polyäthylensynthese an Ziegler-Kalalysatoren mit angebenenfalls auch deren Ester zusetzt. schließender oxidativen Hydrolyse der Aluminium-trialkyle herstellbar sind. Auch aliphatische Dialkohole mit 20 bis 40 Kohlenstoffatomen sind anwendbar,z. B. Λ-ω-Diole wie Decandiol 1,10 oder Nonadecan-20 diol 1,19, sowie gegebenenfalls auch Polyalkylenglykole, es sei jedoch bemerkt, daß bei der OxidationDie Herstellung von höhermolekularen, aliphatischen der Diole im allgemeinen Dicarbonsäuren entstehen, Monocarbonsäuren durch Oxidation von Λ-Olefinen so daß der Einsatz sich dann nicht empfiehlt, wenn die mit 16 bis 70 Kohlenstoffatomen im Molekül, oder aus der Oxidation resultierenden Säuren frei von Divon technischen Gemischen derartiger Olefinen mittels 25 carbonsäuren seinsollen. Ester der höheren Mono-und Chromschwefelsäure ist in der deutschen Offenlegunes- Diole mit C2-, C3- oder C1n- bis C40-Fettsäuren sind schrift 2165 858 beschrieben. Man erhält farblose, ebenfalls brauchbar, z. B. Stearyiacetat, Slearylstearat. thermostabile Fett- bzw. Wachssäuren, die jedoch noch Ester der Montansäure u. ä. Sie werden unter den einen erheblichen Anteil an nicht umgesetztem Aus- Oxidationsbedingungen zunächst verseift, so daß ihre gangsmaterial enthalten. In der deutschen Offen- 30 Wirksamkeit im Endeffekt auf der Anwesenheit der legungsschrift 22 62 130 ist beschrieben, daß man ihnen zugrunde liegenden Alkohole beruht,
diesen Anteil merklich reduzieren kann, wenn man Die aliphatischen Mono- oder Dialkohole werdendie Oxidation in Stufen vornimmt. Hierbei wird in in Mengen von 2 bis 15, vorzugsweise 4 bis 10 Geeinem ersten Verfahrensschritt mit mindestens 50 Ge- wichtsprozcnt dem zu oxidierenden, geschmolzenen wichtsprozent der erforderlichen Chromschwefelsäure- 35 «-Olefin bzw. «-Olefingemisch zugesetzt,
menge umgesetzt, das verbrauchte Oxidationsmittel Die Oxidation wird in bekannter Weise vorge-abgetrennt und in einer oder mehreren weiteren Stufen nommen. Als Oxidationsmittel dient Chromschwefelzu Ende oxidiert. säure, die 50 bis 140 g CrO3 und 300 bis 650, vorzugs-Es wurde nun gefunden, daß sich der Anteil an weise 400 bis 550 g H2SO4 im Liter enthält. Die Oxinicht umgesetztem Olefin überraschenderweise noch 40 dationstemperatur liegt zwischen 60 und 180DC, vorweiter reduzieren läßt, wenn man Λ-Olefinc bzw. zugsweise zwischen 90 und 1200C. Die benötigte Λ-OIefingemische einsetzt, die mit geringen Mengen Menge Oxidationsmittel beträgt 100 bis 250 % CrO3, an höheren, aliphatischen Alkoholen verschnitten bezogen auf das Gewicht des zu oxidierenden Olefinsind. Alkohol Gemisches.Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Vcr- 45 Bei der Oxidation geht man bevorzugt so vor, daß fahren zur Herstellung höhermolekularer, aliphatischer man das geschmolzene Olefin-Alkohol-Gcmisch in die Monocarbonsäuren aus λ -Olefinen mit 16 bis 70 Koh- auf die gewünschte Oxidationstemperatur erwärmte lcnstoffatomcn im Molekül oder Gemischen derartiger Chromschwefelsäure portionsweise oder kontinuier-Λ-Olefinc durch Oxidation mittels Chromschwefel- Hch einlaufen läßt und während der ganzen Umsetzung säure die im Liter 300 bis 650 g Schwefelsäure und 50 5° kräftig rührt. Es ist aber auch möglich, die Schmelze bis 140 g CrO3 enthält im geschmolzenen Zustand bei des 711 oxidierenden Produktes vorzulegen und das 60 bis 1800C und ist dadurch gekennzeichnet, daß Oxidationsmittel zuzugeben. Eine bevorzugte Arbeitsman den geschmolzenen Olefinen bzw. Olefingcmischcn weise ist die in der deutschen Offcnlegungsschrift vor der Oxidation 2 bis 15 Gewichtsprozent alipha- 22 62 130 beschriebene, wonach in einem Mehrtischc Mono- oder Dialkohole mit 10 bis 40 Kohlen- 55 stufen verfahren unter jeweiliger Abtrennung des verstoffatomcn im Molekül und gegebenenfalls auch deren brauchten Oxidationsmittels umgesetzt wird. Die Ester zusetzt. Oxidationszeiten liegen im allgemeinen zwischen 4Nach der erfindungsgemäßen Arbeitsweise gelingt und 8 Stunden.es, in Abhängigkeil von der eingesetzten Chrom- Sobald die Reaktion beendet ist, was durch Ti-scliwcfelsäure-Menge und der verwendeten Oxidations- 60 tration des restlichen CrO3 festgestellt werden kann, methode, den Anteil an Ncutralteilen in den Oxidatcn wird der Rührer abgestellt und das Reaktionsgemisch um 10 bis 50%, oder auch um noch mehr zu ver- gekühlt, wobei sich Oxidat und verbrauchte Oxidaringcrn. tionsmittel in 2 Schichten trennen. Die Carbonsäure-AIs Ausgangsmaterial für die Chromschwefelsäure- Phase wird sodann bis zur Chrom(NI)-Salzfreiheit oxidation kommen ^-Olefine mit mehr als 15 Kohlen- 65 unter Rühren mit verdünnter Schwefelsäure bei 90 Stoffatomen im Molekül in Frage, z. B. Hcxadcccn-1, bis 100r'C, und hierauf bis zur Schwefclsäurefreiheit Octadeccn-1, Eicoscn-1 oder auch -v-Olcfinc, die durch bei der gleichen Temperatur mit Wasser gewaschen. Oligomerisieriing von Äthylen herstellbar sind und Die erhaltenen, höheren aliphatischen Carbon-
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