DE4218846A1

DE4218846A1 - Verfahren zur Herstellung von Fettpolyolen

Info

Publication number: DE4218846A1
Application number: DE4218846A
Authority: DE
Inventors: Udo Dr Hees
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1992-06-09
Filing date: 1992-06-09
Publication date: 1993-12-16

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fettpolyolen durch basenkatalysierte Kondensation von Fett aldehyden mit Formaldehyd.

Stand der Technik

Die alkalisch katalysierte Tollens-Reaktion von Aldehyden mit Formaldehyd stellt ein bekanntes großtechnisches Verfahren zur Herstellung von kurzkettigen Polyolen wie beispielsweise Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder Neopentylglycol dar, die beispielsweise als Lösungsmittel Verwendung finden. Die analog aufgebauten langkettigen Fettpolyole eignen sich hin gegen für die Herstellung von Kosmetikprodukten, Schmier stoffen oder Kunststoffadditiven.

Aus Arbeiten von Moore et al. [J. Am. Oil. Chem. Soc., 45, 517 (1968)] sowie Dermer et al. [J. Am. Chem. Soc. 70, 2433 (1948)] ist bekannt, daß man sich zu ihrer Herstellung prinzipiell ebenfalls der Tollens-Kondensation bedienen kann. Infolge der unzureichenden Wasserlöslichkeit, die mit steigender Ket tenlänge der eingesetzten Aldehyde stark abnimmt, werden je doch nur unbefriedigende Ausbeuten erreicht.

Bei Einsatz von langkettigen Aldehyden ist die Abtrennung der wäßrigen Phase und des als Nebenprodukt gebildeten Natrium formiats vom organischen Wertprodukt erschwert. Da von Müller ferner in Fette, Seifen, Anstrichmitt., 58, 174 (1956) darauf hingewiesen wird, daß sich Fettpolyole unter Destillations bedingungen in Anwesenheit von Alkalikationen unter Bildung von alpha-Methylenaldehyden zersetzen können, stellt dies einen weiteren Nachteil dar, der einem technischen Einsatz der Tollens-Reaktion zur Herstellung von Fettpolyolen bislang entgegensteht.

Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, ein Verfahren zur Herstellung von Fettpolyolen zur Verfügung zu stellen, das frei von den geschilderten Nachteilen ist.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Fettpolyolen, bei dem man Fettaldehyde der Formel (I),

R¹-CHO (I)

in der R¹ für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 21 Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht, in Gegenwart von Alkalibasen und n-Butanol als Lö sungsmittel mit Formaldehyd kondensiert.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß sich bei Einsatz von n-Butanol als Lösungsmittel auch Fettaldehyde basenkataly siert mit Formaldehyd kondensieren lassen, wobei die resul tierenden Fettpolyole in hohen Ausbeuten erhalten werden. Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß das n-Butanol die Trennung von wäßriger und organischer Phase unterstützt und somit Fettpolyole mit äußerst niedrigem Restgehalt an Alkali kationen zugänglich sind, die sich ohne Zersetzung destillie ren lassen.

Typische Beispiele für Fettaldehyde, die im Sinne des erfin dungsgemäßen Verfahrens als Einsatzstoffe in Betracht kommen, sind Capronaldehyd, Caprylaldehyd, Caprinaldehyd, Laurylal dehyd, Myristylaldehyd, Cetylaldehyd, Palmoleylaldehyd, Iso stearylaldehyd, Stearylaldehyd, Oleylaldehyd, Elaidylaldehyd, Petroselinylaldehyd, Linolylaldehyd, Linolenylaldehyd, Ara chylaldehyd, Gadoleylaldehyd, Behenylaldehyd, Erucylaldehyd sowie deren technische Mischungen. Vorzugsweise gelangen Fettaldehyde der Formel (I) zum Einsatz, in der R¹ für einen Alkylrest mit 5 bis 17, insbesondere 5 bis 11 Kohlenstoff atome steht.

Die Fettaldehyde und das Formaldehyd können im molaren Ver hältnis 1 : 3 bis 1 : 10 vorzugsweise 1 : 3,1 bis 1 : 5 ein gesetzt werden.

Als Alkalibasen kommen Oxide, Hydroxide, Carbonate und/oder Alkoholate der Alkalimetalle, beispielsweise Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder Natriummethylat in Betracht, die vor zugsweise in Form wäßriger Lösungen zum Einsatz gelangen. Die Fettaldehyde und Alkalibasen können dabei im molaren Verhältnis von 1 : 1 bis 1 : 1,5, vorzugsweise 1,05 : 1 bis 1 1,2 eingesetzt werden.

Die Fettaldehyde und das n-Butanol können schließlich im Ge wichtsverhältnis 1 : 2 bis 2 : 1, vorzugsweise aber etwa gewichtsgleich eingesetzt werden. Im Hinblick auf die Reak tionstemperatur hat sich ein Bereich von 15 bis 60, vorzugs weise 20 bis 30°C als besonders vorteilhaft erwiesen.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Fett polyole eignen sich zur Herstellung von Schmierstoffen, Kunststoffadditiven, Polyurethanschäumen sowie als Ölkörper für kosmetische Mittel, in denen sie in Mengen von 1 bis 50 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - enthalten sein können.

Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.

Beispiele

Allgemeine Versuchsvorschrift. In einem 500-ml-Dreihalskolben mit Rührer und zwei Tropftrichtern wurden 92 g (3,05 mol) Formaldehyd vorgelegt und auf 15°C gekühlt. Anschließend wur den über die Tropftrichter 185 g (1 mol) Dodecanal gegebe nenfalls in 200 ml Lösungsmittel sowie 44 g (1,1 mol) Natriumhydroxid in Form einer 50 gew.-%igen wäßrigen Lösung zudosiert. Danach wurde die Reaktionsmischung zunächst 30 min bei 30°C und anschließend 2 h bei 60°C gerührt. Nach Beendi gung der Reaktion wurde das zweiphasige Rohprodukt mit Amei sensäure auf pH = 4,5 eingestellt. Nach Abtrennung der Wasserphase wurde das Rohprodukt mehrmals gewaschen und gege benen- falls das Lösungsmittel im Wasserstrahlvakuum abge trennt; die Zusammensetzung der organischen Phase ist Tab. 1 zu entnehmen. Anschließend wurden die Fettpolyole destillativ aufgereinigt.

Tab. 1

Tollens-Reaktion von Dodecanal mit Formaldehyd Prozentangaben als Gew.-%

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Fettpolyolen, bei dem man Fettaldehyde der Formel (I), R¹-CHO (I)in der R¹ für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 21 Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Dop pelbindungen steht, in Gegenwart von Alkalibasen und n- Butanol als Lösungsmittel mit Formaldehyd kondensiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fettaldehyde und das Formaldehyd im molaren Verhältnis 1 : 3 bis 1 : 10 einsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkalibasen Oxide, Hydroxide, Carbonate und/ oder Alkoholate der Alkalimetalle einsetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fettaldehyde und Alkalibasen im molaren Ver hältnis von 1 : 1 bis 1 : 1,5 einsetzt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fettaldehyde und das n-Butanol im Gewichtsver hältnis 1 : 2 bis 2 : 1 einsetzt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kondensation bei Temperaturen von 15 bis 60°C durchführt.