DE2652216A1

DE2652216A1 - Kristallines aethercarboxylat.monohydrat, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung

Info

Publication number: DE2652216A1
Application number: DE19762652216
Authority: DE
Inventors: Norman Earl Stahlheber
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1975-11-17
Filing date: 1976-11-16
Publication date: 1977-05-26
Also published as: BE848388A; AU1966976A; IT1063941B; SE7612776L; NO763901L; FR2331544B1; BR7607648A; DK515176A; AT345779B; JPS5262225A; AU500762B2; SE413312B; NL7612586A; US4014929A; GB1505048A; ATA851176A; CH624428A5; FR2331544A1; ES453363A1; CA1072578A

Description

DR. BHP.G DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE 2 P Q 2 2 1 6

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 860245

Dr. Berg Dipl.-Ing. Stapfund Partner, 8 München 86, P.O. Box 860245

Ihr Zeichen Your ref.	27	Unser Zeichen Our ref.
Anwaltsakte		4-76
Be/Sch

8 MÜNCHEN 80 Mauerkircherstraße 45

1 6. NOV. 1975

Monsanto Company St. Louis, Missouri / USA

"Kristallines Äthercarboxylat.Monohydrat, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung"

Diese Erfindung betrifft ein neues kristallines Äthercarboxylat.Monohydrat, das besonders geeignet ist zur Verarbeitung in Detergensformulierungen, sowie ein Verfahren zur Herstellung, dieses Monohydrats. Es wurde festgestellt, daß eine Verbindung der Formel

43-21-4277A

Telegramme: BERGSTAPFPATENT Manchen TELEX: 0524560 BERG d

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Banken: Bayerische Vereinsbank Manchen 453100 Hypo-Bank München 3892623 Postscheck Manchen 65343-8Ot

GOONa COONa

GH-O- GH₀
ι ^

GOONa

ausgezeichnete Eignung als Detergensbuilder (Waschhilfsmittel) aufweist. Diese Verbindung und ihre Verwendung als Detergensbuilder ist in der U.S.-Patentschrift 3 865 755 beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird. Unter Bedingungen hoher relativer Feuchtigkeit neigt die amorphe Form dieser Verbindung dazu, hygroskopisch zu sein und die Wasseraufnahme kann zu Agglomerationsproblemen der Verbindung als solchen oder der Detergensformulierungen, in denen sie Verwendung findet, führen. Ein höheres (Tri- oder Tetra)-hydrat der Verbindung, das im wesentlichen nicht hygroskopisch ist, kann dadurch hergestellt werden, daß man eine Lösung der Verbindung bei Raumtemperaturen verdampft. Es verliert jedoch das Trihydrat Hydratisierungswasser bei relativ niederen Temperaturen (um 100⁰C) und es wird, wenn es schnell getrocknet wird, wie beispielsweise in Sprüh-Trocknungsverfahren zur Herstellung von Detergensf ormulierungen, in die amorphe Form umgewandelt.

Es ist deshalb klar, daß die Schaffung einer Form der oben beschriebenen Verbindung, die relativ nicht hygroskopisch und thermisch stabil ist, einen Fortschritt darstellen würde.

Gegenstand dieser Erfindung ist ein relativ nicht hygroskopisches, thermisch stabiles, kristallines Hydrat der Verbindung

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COONa COONa

CH-O- CH₀
ι *-

COONa ,

sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen kristallinen Hydrats. Die Verbindung dieser Erfindung, durch die diese Gegenstände erreicht werden, ist ein kristallines Monohydrat der Formel

COONa COONa

t I

CH-O- CH₀ . H₀O r <=- c-

COONa ,

deren Herstellung und Eigenschaften der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen zu entnehmen ist.

Die Verbindung der vorliegenden Erfindung ist ein neues kristallines Monohydrat der Formel

COONa COONa

ι ι

CH-O- CH₀ . H₀O COONa

und dadurch gekennzeichnet, daß ein Röntgenbeugungsbild starke Beugungslinien aufweist, die den angenäherten Werten der Ebenen abstände d: 8,14 S; 5,65 Ä, 5,4-5 S, 5,24 £, 4-,5O S, 4,35 Ä, 3,42 S, 2,77 Ä, 2,59 Ä und 2,38 1 entsprechen. Die Bezeichnung "angenähert" wird hier so verwendet, daß die angegebenen Ebenenabstände um Λ°/ο aus Gründen der verschiedenen analytischen Verfahren, der gemeinsamen Ausfällung mit geringen Mengen anderer Materialien, usw. abweichen können.

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Dieses neue kristalline Hydrat hat wünschenswerte Handhabungseigenschaften, die im allgemeinen bei kristallinen Materialien vorliegen und ist im wesentlichen weniger hygroskopisch als die wasserfreien kristallinen oder amorphen Formen der Verbindung. Weiterhin hat das neue kristalline Hydrat dieser Erfindung ausgezeichnete thermische Stabilität und verliert nicht leicht das Hydratisierungswasser bei Temperaturen unter 220⁰C im Gegensatz zu dem Trihydrat, das Wasser bei etwa 100 C und dem Dihydrat, das Wasser bei etwa 135°C verliert. Weiterhin ist das Monohydrat leichter aus Aufschlämmungen als andere Hydrate,wegen seiner leichter steuerbaren Kristallisationseigenschaften, abzutrennen.

Das kristalline Monohydrat dieser Erfindung wird hergestellt durch Kristallisieren aus einer wäßrigen Lösung von

COONa COOWa
CH-O- CH₀
COONa

Wenn das

COONa COONa

I I

CH-O- CH₀
ι &

COONa

durch Neutralisieren oder Verseifung von Säuren oder deren Estern mit Natriumhydroxid hergestellt ist, muß darauf geachtet werden, daß überschüssiges Natriumhydroxid neutralisiert oder so entfernt wird, daß die Gesamtmenge an Natriumhydroxid in der Lösung geringer ist als 5$ des Gewichts von

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COONa GOONa

1 I

CH-O- CH₀
ι *-

COONa

in der Lösung. Sonst werden übermässig große Mengen der Form, die eher einem Dihydrat als dem gewünschten Monohydrat entspricht, aus der Lösung in dem hier beschriebenen "Verfahren auskristallisiert. Die Neutralisierung des Natriumhydroxidüberschusses unter Bildung von Natriumcarbonat kann zweckmäßigerweise durch Einperlen von Kohlendioxid in die Lösung, bis der ρ_Η unter 11,5 liegt, erreicht werden.

Es ist weiterhin notwendig, daß die Kristallisation und Abtrennung des Monohydrats aus der Lösung bei Temperaturen zwischen 5O⁰C und 220⁰C bewirkt wird, wobei die Verwendung von Temperaturen nahe dem Siedepunkt (110 bis 115⁰C) bevorzugt wird.

Weiterhin sollte die Wärmezuführung zu der Lösung so gesteuert werden, daß die Bildung einer Lösung mit mehr als etwa 5$ Übersättigung vermieden wird. Wenn die Hitzezuführung unnötig hoch ist (zum Beispiel wenn die Lösung kräftig gekocht wird), kann eine übermässige Übersättigung der Lösung diese stark viskos machen und bei weiterem Erhitzen führt dies eher zur Bildung von amorphen Feststoffen als zu dem gewünschten kristallinen Monohydrat.

Die Ausfällung des kristallinen Monohydrats kann dadurch gefördert werden, daß man Impfkristalle des Monohydrats und/oder

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eine organische Flüssigkeit, die mit Wasser mischbar ist, die aber eine relativ geringe Solvation des Monohydrats aufweist, beispielsweise Methanol, zugibt. Das ausgefällte kristalline Monohydrat kann mittels herkömmlicher mechanischer Verfahren abgetrennt und das Erhitzen fortgesetzt werden, um vorhandenes freies Wasser oder organisches Lösungsmittel zu entfernen.

Die Durchführung der Erfindung wird weiter durch die folgenden Beispiele erläutert, worin alle Teile und Prozentsätze sich auf das Gewicht beziehen, es sei denn, daß dies anders angegeben ist.

Beispiel 1

Man bildet eine Lösung aus 1 Teil

GOONa GOONa

I I

CH-O- CH₀
ι <=-

GOONa ,

das im wesentlichen frei ist an Natriumhydroxid, in 1 Teil Wasser und mischt mit Λ Teil Methanol. Man hält das Gemisch bei atmosphärischem Druck etwa 2 Stunden am Rückfluß und es bildet sich ein kristalliner fester Niederschlag, den man aus dem erhitzten Gemisch abtrennt. Dieser kristalline Feststoff wird mittels thermogravimetrischer und thermischer Differentialanalyse als Monohydrat identifiziert

COONa GOONa

I I

CH-O- GH₂ . H₂O COONa

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und weist ein Röntgenbeugungsbild auf, das durch die nachfolgenden Ebenenabstände d gekennzeichnet ist: 8,14 Ä, 5,65 Ä, 5,45 £, 5,24 Ä, 4,50 £, 4,35 £, 3,42 £, 2,77 S, 2,59 £ und 2,38 £.

Beispiel 2

Etwa 1000 g einer 40#igen wäßrigen Lösung von

COONa COONa
CH-O- CHp
COONa ,

die im wesentlichen frei ist von Natriumhydroxid, erhitzt man bis zum Kochen. Durch Verdampfen des Wassers erhöht man die Feststoffkonzentration der Lösung auf 57$, 58 1/2#, 60%, 61 1/2$, gibt 1 g des nach Beispiel 1 hergestellten Monohydrats als Impfmaterial zu. Nach dem letzten Impfen wird und bleibt die Lösung trüb. Das Impfen wird unterbrochen und das Sieden fortgesetzt, wobei die Wärmezufuhr so gesteuert wird, daß der Siedepunkt nicht 113⁰C überschreitet (wenn eine unzweckmäßig hohe Wärmezuführung verwendet wird, würde eine stärker übersättigte Lösung mit einem Siedepunkt über 113°C gebildet). Das Kochen wird fortgesetzt, bis eine Aufschlämmung, die wesentliche Mengen Feststoffe enthält, vorhanden ist, wobei zu diesem Zeitpunkt die Feststoffe abgetrennt und als Monohydrat

COONa COONa

I I

CH-O- CHp . HpO COONa

mittels der in Beispiel 1 angegebenen Verfahren identifiziert

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Das neue kristalline Monohydrat der vorliegenden Erfindung kann in Detergensformulierungen, wie beschrieben, beispielsweise unter der vorausgehenden Bezugnahme auf die U.S.-Patentschrift 3 865 755 verwendet werden. Die Verwendung des neuen kristallinen Monohydrats ist besonders günstig zur Herstellung von Detergensformulxerungen nach den allgemein bekannten Sprüh-Trocknungsverfahren im Hinblick auf die hohe thermische Stabilität des Monohydrats.

-P at ent ans prüche-

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Claims

Patentansprüche :

1. Verbindung der Formel

COONa COONa

I I

CH-O- CH₂ . COONa

dadurch gekennzeichnet, daß das Röntgenbeugungsbild starke Beugungslinien aufweist, die den angenäherten Werten der Ebenenabstände d: 8,14- S, 5,65 S, 5,4-5 ·&> 5,24· Ä, 4-,5O Ä, 4-,35 Ä, 3,4-2 Ä, 2,77 Ä, 2,59 Ä und 2,38 S. entsprechen.

2. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel

COONa COONa

I I

CH-O- CH₀ . H₀O

COONa ,

die ein Röntgenbeugungsbild mit starken Beugungslinien aufweist, die den angenäherten Werten der Ebenenabstände d: 8,14- i£, 5,65 Ä, 5,4-5 Ä, 5,24- Ä, 4-,5O Ä, 4-,35 Ä, 3,4-2 Ä, 2,77 Ä, 2,59 Ä und 2,38 Ä entsprechen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine wäßrige Lösung von

COONa COONa

I I

CH-O- CH₀

• C.

COONa
bildet, die weniger als 5$ Natriumhydroxid, bezogen auf das Ge-

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wicht der Verbindung

COONa COONa

I I

CH-O- CH₀

COONa
in Lösung enthält und aus der Lösung

COONa COONa

I I

CH-O-CH₀ . H₀O ι <=- ^-

COONa

auskristallisiert und abtrennt, während man die Lösung bei einer Temperatur zwischen 50 und 220⁰C und bei weniger als Übersättigung hält.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man die Lösung bei ihrem Siedepunkt hält.

4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß man die Ausfällung des kristallinen Produkts

COONa COONa CH-O- CH₀ . H₀O COONa

dadurch fördert, daß man die Lösung mit einer organischen Flüssigkeit in Kontakt bringt, die mit Wasser mischbar ist und eine geringe Löslichkeit für

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COONa GOONa ι ι

CH-O- CH₀ ι *-

COONa

5· Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet , daß man die Ausfällung des kristallinen Produkts

COONa COONa

I I

CH - 0 - CH₀ . H₀O COONa

dadurch fördert, daß man die Lösung mit kristallinem

COONa COONa

CH - 0 - CH₀ . H₀O

COONa

impft.

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