DE2342823C3 - Verfahren zur Herstellung höhermolekularer, aliphatischer Monocarbonsäuren - Google Patents

Verfahren zur Herstellung höhermolekularer, aliphatischer Monocarbonsäuren

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DE2342823C3
DE2342823C3 DE19732342823 DE2342823A DE2342823C3 DE 2342823 C3 DE2342823 C3 DE 2342823C3 DE 19732342823 DE19732342823 DE 19732342823 DE 2342823 A DE2342823 A DE 2342823A DE 2342823 C3 DE2342823 C3 DE 2342823C3
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aliphatic
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acid
alcohol
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Werner Dipl.-Chem. Dr.; Schmidt Hans Dipl.-Chem. Dr.; 8906 Gersthofen Straßberger
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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.
Beispiele
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.
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 =
= 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)

  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 im
    Verfahren 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 Oxidation
    Die 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 werden
    die 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 4
    Nach 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-
DE19732342823 1973-08-24 1973-08-24 Verfahren zur Herstellung höhermolekularer, aliphatischer Monocarbonsäuren Expired DE2342823C3 (de)

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US498567A US3923848A (en) 1973-08-24 1974-08-19 Process for preparing high molecular weight aliphatic carboxylic acids by chromosulfuric acid oxidation of {60 -olefins
NL7411058A NL7411058A (nl) 1973-08-24 1974-08-19 Werkwijze voor het bereiden van hoger molecu- laire, alifatische carbonzuren.
GB3694274A GB1452571A (en) 1973-08-24 1974-08-22 Process for preparing high moleculat weight aliphatic carboxylic acids
FR7428797A FR2241527B1 (de) 1973-08-24 1974-08-22
JP49096238A JPS5076017A (de) 1973-08-24 1974-08-23
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