DEC0000032MA - Verfahren zur Herstellung von alpha-Glykolen und deren Derivaten - Google Patents

Description

Es ist bekannt, dass die industrielle Herstellung der (alpha)-Glykole erfolgen kann, indem man Wasser auf Epoxyde im Sinne der folgenden allgemeinen Reaktionen einwirken lässt.

Hierbei können R und R´ Wasserstoff oder ein beliebiger organischer Rest sein. In dieser Weise wird industriell Äthylenglykol oder Propylenglykol, ausgehend von Äthylen- oder Propyloxyd, hergestellt.

Es ist ferner bekannt, dass man durch Änderung des Verhältnisses zwischen Wasser und dem verwendeten Epoxyd Diglykole oder Polyglykole erhalten kann und dass man durch Ersatz des Wassers durch einen Alkohol zu Ätheren der Glykole gelangen kann. Zwei grundsätzliche Arbeitsverfahren sind zur Durchführung dieser Reaktionen angewendet worden. Bei dem einen Verfahren arbeitet man unter Verwendung von sauren, wasserlöslichen Katalysatoren, welche es ermöglichen, die Reaktion bei einer wenig erhöhten Temperatur durchzuführen. Nach dem anderen Verfahren wird ohne Katalysatoren, jedoch bei höherer Temperatur gearbeitet, was ein Arbeiten unter Druck erfordert. Die Verwendung von sauren, löslichen Katalysatoren führt zu erheblichen Schwierigkeiten bei der späteren Behandlung der erhaltenen glykolischen Lösungen, während die zweite Methode mit allen Schwierigkeiten des Arbeitens unter Druck behaftet ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, welches ermöglicht, diese beiden Arten von Schwierigkeiten zu vermeiden, indem als Katalysatoren in Wasser und in den erhaltenen Glykol-Lösungen un- lösliche, benetzbare Säuren verwendet werden, die kationenaustauschende Werkstoffe auf organischer Basis darstellen, wie die säurebehandelte Braunkohle, sulfonierte Lignite, Sulfonsäurereste enthaltende Phenol-Formaldehyd-Kunstharze, aktive Säure enthaltende Polystyrole.

Je nach den zu Verwendung kommenden Mengen an Wasser und Epoxyd, sowie des als Katalysator gewählten Ionenaustauschers und je nach der Arbeitsweise erhält man eine Mischung von Glykolen, die mehr oder weniger reich an Glykolen oder Polyglykolen ist.

Die günstigste Temperatur für die Bildung des (alpha)-Glykols liegt bei etwa 40°.

Durch Ersatz des Wassers durch einen Alkohol können die entsprechenden Äther der Glykole, wie Methyl- Äthyl oder Butylglykol erhalten werden.

Man kann nach einer der drei nachstehend erläuterten Arbeitsweisen des beschriebenen Verfahrens arbeiten.

1. Man sättigt Wasser mit Epoxyd und lässt diese Lösung über eine Kolonne von Kationenaustauschern rieseln,

2. man leitet Wasser und Epoxyd im Gegenstrom durch eine Kationenaustauscherkolonne,

3. man lässt das Epoxyd in Wasser einlaufen, welches eine gewisse Menge von Kationenaustauschern enthält.

Die letztere Arbeitsweise hat besondere zufriedenstellende Ergebnisse für die Herstellung von an Glykolen reichen Lösungen ergeben, während die zweite besonders geeignet für die Herstellung von an Polyglykolen reichen Lösungen ist.

Das Arbeiten im Gegenstrom ist besonders angezeigt, wenn es sich darum handelt, Gase zu behandeln, welche kleine Mengen an Äthylenoxyd enthalten, wie die Gase, die durch unmittelbare katalytische Oxydation des Äthylens erhalten werden.

In den nachstehenden Ausführungsbeispielen kann das zur Verwendung kommende Äthylenoxyd auch durch andere Epoxyde oder Gemische von

Epoxyden ersetzt werden.

Beispiel 1

Mann lässt ungefähr 900 gr. Äthylenoxyd stündlich in 50 l Wasser, welches 10 kg eines (omega)-sulfonierten Phenolresorcin-Harzes enthält, einlaufen. Das Arbeiten beginnt bei gewöhnlicher Temperatur. Innerhalb von einer halben Stunde erreicht die Temperatur 41°.

Man hält diese Temperatur 2 1/2 Stunden aufrecht. Nach 3 Stunden ( den Zeitraum des Temperaturanstiegs inbegriffen) erhält man ungefähr 3,3 kg Glykole.

Bei der Durchführung von drei Ansätzen täglich erhält man in dieser Weise ungefähr 10 kg Kationenaustauscher als Katalysator. Die erhaltene Lösung von Glykolen enthält 90 % Äthylenglykol und 10 % Polyglykole.

Beispiel 2

Man leitet 96 %igen Äthylalkohol und Äthylenoxyd im Gegenstrom durch eine Kolonne mit sulfonierten Polystyrolen, wobei die Geschwindigkeiten der Einführung des Alkohols und des Äthylenoxyds so geregelt werden, dass die Temperatur unterhalb von 35° gehalten wird.

Der entstandene Äthyläther des Glykols wird durch Destillation getrennt.

Durch Ersatz des Äthylalkohols durch Methylalkohol erhält man die entsprechenden Glykoläther.

Beispiel 3

Man löst soviel Benzylalkohol in einem Glykoläther, welcher in Gegenwart des verwendeten Katalysators nicht mit dem Äthylenoxyd reagiert, um eine 10 %ige Lösung Benzyl-Alkohol zu erhalten. Diese Lösung wird in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise behandelt und der derart erhaltene Benzyläther des Glykols durch frakticnierte Destillation von der Lösung getrennt.

Man kann dieses Verfahren gleichfalls auf die Herstellung von Glykoläthern von festen Alkoholen, wie beispielsweise Borneol, anwenden.

Claims (3)

1.Verfahren zur Herstellung von (alpha)-Glykolen und deren Äthern, sowie der Di- und Polyglykole durch Reaktion von Epoxyden in Gegenwart eines sauren Katalysators mit einer Komponente der Formel R - OH, wobei ein R ein Wasserstoff-Atom oder ein Alkyl-, Aryl- oder Arakyl-Gruppe sein kann, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysatoren kationenaustauschende Stoffe auf organischer Basis benutzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das man zur Herstellung von Äthylenglykol in Gegenwart des Kationenaustauscher Wasser auf Äthylenoxyd einwirken lässt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Herstellung der Äther des Glykols in Gegenwart des Kationenaustauschers Alkohole auf Äthylenoxyd einwirken lässt.