ES2266050T3 - Procedimiento para la purificacion de acidos imidoalcanopercarboxilicos. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para la purificación de ácidos imido- alcanopercarboxílicos de impurezas polares, que comprende calentar una suspensión de ácido imido-alcanopercarboxílico en agua hasta la fusión completa de la fase sólida, que se produce a temperaturas inferiores a la temperatura de fusión de los ácidos imido-alcanopercarboxílicos, mediante la formación de mezclas eutécticas, y la separación posterior de la fase orgánica de la fase acuosa, y la recuperación de la fase orgánica que contiene el ácido imido- alcanopercarboxílico
Description
Procedimiento para la purificación de ácidos
imidoalcanopercarboxílicos.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para recuperar ácidos
imido-alcanopercarboxílicos de suspensiones
acuosas, compuestos conocidos y utilizados como agentes
blanqueadores en composiciones de detergentes, o como componentes
principales de composiciones desinfectantes u oxidantes. Estos
compuestos combinan buenas propiedades blanqueadoras con una buena
estabilidad de conservación.
Los procedimientos para preparar dichos ácidos
imido-alcanopercarboxílicos son bien conocidos en la
bibliografía, y comprenden la oxidación en presencia de peróxido de
hidrógeno y de un ácido fuerte de los precursores ácidos
imido-alcanocarboxílicos.
Los últimos, en el caso de ácido
ftalimido-alcanocarboxílico, se obtienen mediante
condensación de anhídrido ftálico, o ácido ftálico, y aminoácidos o
lactamas en presencia o en ausencia de agua, con una presión desde
0,1 MPa hasta 3 MPa (desde 1 hasta 30 bar), a temperaturas que
varían desde 100 hasta 250ºC, y con tiempos de reacción desde 5
hasta 20 horas. Véanse, por ejemplo, las patentes europeas EP
325289, EP 325288, y EP 349940. Veáse también, por ejemplo, la
patente europea 490409, en la que se describe un procedimiento con
altos rendimientos de ácido percarboxílico, que funciona en
presencia de disolventes particulares, por ejemplo CH_{2}Cl_{2}
y CHCl_{3}. La disolución de ácido percarboxílico en el disolvente
se separa luego de la fase acuosa que contiene ácido sulfúrico y
peróxido de hidrógeno.
La disolución que contiene el ácido
percarboxílico se somete a un procedimiento de retirada del
disolvente para recuperar el producto útil. Véase, por ejemplo, la
patente europea EP 560155, en la que se describen los
procedimientos de tratamiento de la disolución con agua, que
conducen a la obtención de ácido percarboxílico (PAP) en polvo
cristalino húmedo (torta), por filtración o por centrifugación de
suspensiones acuosas impuras, para disolventes orgánicos, por
ejemplo CH_{2}Cl_{2} o acetato de etilo, con un contenido
residual de agua en el intervalo de 20% en peso y del disolvente
residual desde 50 hasta 2500 ppm.
Generalmente, ya que las concentraciones de
disolventes que contienen cloro permitidas en las formulaciones de
ácidos alcanopercarboxílicos son muy bajas, se lleva a cabo
adicionalmente un tratamiento sucesivo de purificación con otro
disolvente no clorado, por ejemplo acetato de etilo. Véase, por
ejemplo, la patente europea EP 556769.
De este modo, sin embargo, el ácido
alcanopercarboxílico contenía cantidades analizables de otro
disolvente, tal como acetato de etilo.
Después de todos estos tratamientos, la cantidad
de agua presente en el ácido alcanopercarboxílico está siempre en
el intervalo de 20% en peso o tantos por ciento mayores.
Para preparar formulaciones de ácidos
alcanopercarboxílicos, esta cantidad de agua es demasiado alta, por
lo cual debe reducirse por medio de procesos de secado que son muy
lentos, para evitar explosiones, muy frecuentes cuando se trabaja
con compuestos peroxídicos.
Esta es una etapa crítica de los procedimientos
industriales debido tanto a su peligrosidad como a su baja
productividad.
Además, con estos procedimientos se debe
alcanzar un valor constante de dicho contenido reducido de agua para
los requisitos de los procedimientos de fabricación posteriores
sobre el sólido.
Se fue consciente de la necesidad de tener
disponible un procedimiento industrial que permita obtener ácidos
alcanopercarboxílicos con el contenido de agua reducido a alrededor
de 10% en peso, y constante para las formulaciones sucesivas,
evitando el procedimiento de secado, muy lento y peligroso desde el
punto de vista industrial.
Un objeto de la presente invención es un
procedimiento para la purificación de ácidos
imido-alcanopercarboxílicos de impurezas polares,
que comprende el calentamiento de una suspensión de ácido
imido-alcanopercarboxílico en agua hasta la fusión
completa de la fase sólida, que se produce a temperaturas inferiores
a la temperatura de fusión de los ácidos
imido-alcanopercarboxílicos, mediante la formación
de mezclas eutécticas, y la separación posterior de la fase
orgánica de la fase acuosa, y la recuperación de la fase orgánica
que contiene el ácido imido-alcanopercarboxílico.
Este procedimiento permite también reducir el contenido de agua de
ácidos imido-alcanopercarboxílicos que tienen un
contenido de agua superior a 12% en peso.
Más particularmente, un objeto de la presente
invención es un procedimiento para la purificación de un ácido
imido-alcanopercarboxílico en el que dicho ácido es
el ácido ftalimido-peroxihexanoico.
Los ácidos
imido-alcanopercarboxílicos que pueden tratarse
conforme al procedimiento de la invención tienen la fórmula
general:
en la que A y X tienen el
significado que se define más adelante, y se obtienen conforme a
procedimientos de peroxidación conocidos, en presencia de peróxido
de hidrógeno y de un ácido fuerte, generalmente a temperaturas
desde 5 hasta 50ºC, de un precursor ácido
imido-alcanocarboxílico obtenible por reacción
de
A) a1) un anhídrido de fórmula:
o los ácidos
correspondientes,
con
b1) un aminoácido de fórmula:
H_{2}N --- X
---
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}--- OH
con
c1) agua;
o
a1)
con
b2) una lactama de fórmula general:
con
c1) agua;
a temperaturas comprendidas entre 100ºC y 250ºC,
bajo presión de un gas inerte desde 0,1 MPa hasta 3 MPa (desde 1
hasta 30 bar), para tiempos de reacción desde 2 hasta 20 horas;
en la que A indica un grupo de fórmula
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
n es un número entero 0, 1 ó
2,
R^{1} es hidrógeno, cloro, bromo, alquilo
C_{1}-C_{20}, alquenilo
C_{2}-C_{20}, arilo o alquilarilo,
R^{2} es hidrógeno, cloro, bromo o un grupo de
fórmula -SO_{3}M, -CO_{2}M, -CO_{3}M, -OSO_{3}M,
M indica hidrógeno, un metal alcalino o ión de
amonio, o el equivalente de un ión de metal alcalinotérreo, y X
indica alquileno C_{1}-C_{19} o arileno;
Y es = X, y preferiblemente un alquileno
C_{3}-C_{19};
La proporción en moles generalmente entre a1/(b1
o b2)/c1 está comprendida entre 1/0,8:1,2/0,5-3.
Preferiblemente, la proporción en moles de a1/(b1 o b2)/c1 está
comprendida entre 1/1,01:1,1/0,5:2,5, más preferiblemente entre
1/1,05:1,1/1-2.
Los compuestos preferidos de tipo b) son los de
clase b2).
Entre los compuestos de clase a1) pueden
mencionarse los siguientes anhídridos o los ácidos correspondientes:
anhídrido succínico, glutárico, maleico, trimelítico, ftálico,
piromelítico y alquil- o alquenil-succínico. Se
usan preferiblemente anhídrido ftálico o ácido ftálico.
Entre los compuestos de clase b1) pueden
mencionarse: ácido \omega-aminobutírico, ácido
\omega-aminovaleriánico, ácido
\omega-aminocaproico y ácido
\omega-aminododecanoico.
Entre los compuestos de clase b2) pueden
mencionarse como los preferidos:
\gamma-pirrolidona,
\delta-piperidona,
\varepsilon-caprolactama, y
\omega-laurolactama, la
\varepsilon-caprolactama (CPL) es particularmente
preferida.
Preferiblemente, en la fase A), la temperatura
está comprendida entre 130ºC y 180ºC, y la presión entre 0,4 y 0,8
MPa (entre 4 y 8 bar).
Preferiblemente, la fase A) se lleva a cabo en
presencia de un disolvente, preferiblemente CH_{2}Cl_{2} y
CHCl_{3}, más preferiblemente CH_{2}Cl_{2}.
Estos últimos disolventes, en efecto, como se
describe en la patente EP 490409, son los más adecuados para llevar
a cabo la operación de peroxidación posterior.
Entre los ácidos
imido-alcanopercarboxílicos, pueden mencionarse el
ácido ftalimido-peracético, ácido
ftalimido-peroxihexanoico, ácido
3-ftalimido-perpropiónico, ácido
4-ftalimido-perbutírico, ácido
2-ftalimido-diperglutárico, ácido
2-ftalimido-dipersuccínico, ácido
3-ftalimido-perbutírico, ácido
2-ftalimido-perpropiónico, ácido
3-ftalimido-diperadípico, ácido
naftalimido-peracético, y ácido
2-ftalimido-monopersuccínico.
Sin estar ligado a ninguna teoría, según el
solicitante, la presente invención está basada en el hecho que los
ácidos imido-alcanopercarboxílicos puros, obtenidos
por ejemplo por cristalización en disoluciones orgánicas, tienen un
punto de fusión muy cercano a la temperatura de descomposición;
mientras que sorprendentemente, los ácidos
imido-percarboxílicos, en presencia de agua, son
capaces de fundirse a una temperatura inferior, muy lejana de la
temperatura de fusión, mediante la formación de mezclas eutécticas.
Además, dichas mezclas eutécticas son prácticamente insolubles en
la fase acuosa, y tienen una viscosidad y una densidad tales como
para separarse fácilmente de la misma agua.
La presente invención se ilustra en detalle como
un ejemplo para el ácido ftalimido-peroxihexanoico.
Por ejemplo, en el caso del ácido
ftalimido-peroxihexanoico, la temperatura de
formación de la mezcla eutéctica con agua es de aproximadamente
72ºC, mientras que la temperatura de descomposición del ácido puro
es aproximadamente 92ºC. La mezcla eutéctica tiene una densidad a
75ºC de 1,229 g/ml, y la viscosidad a 75ºC es 15 cPoise.
Este hecho es completamente inesperado, y
permite una fácil separación de la mezcla eutéctica de la fase
acuosa, por ejemplo, mediante una sencilla decantación en un
separador de fases.
Incluso más sorprendente es el hecho de haber
encontrado que la cantidad de agua en la composición eutéctica es
de aproximadamente 11,5% en peso, que es la cantidad de agua útil
industrialmente para la preparación de diversas formulaciones
basadas en dichos ácidos percarboxílicos sólidos.
La observación de tal fenómeno sorprendente ha
conducido a las siguientes observaciones:
- -
- la cantidad de agua que está unida al ácido ftalimido-peroxihexanoico (PAP) a 72-73ºC para formar la mezcla eutéctica mencionada anteriormente es constante, independientemente de la cantidad de agua utilizada para llevar a cabo su formación, y es de aproximadamente 2 moles por mol de peroxiácido, que corresponde a aproximadamente 11,5% en peso. Además, se ha observado que el contenido de agua puede reducirse más si la mezcla eutéctica se solidifica, por ejemplo, como se define más adelante, sobre una cinta para la formación de escamas.
- -
- La cantidad de perácido que se acumula en la fase acuosa cubriendo la mezcla eutéctica es muy pequeña.
- -
- La estabilidad del ácido ftalimido-peroxihexanoico en la composición eutéctica es alta, operando a temperaturas comprendidas incluso entre 72 y 90ºC, preferiblemente entre 75 y 80ºC.
Además, se ha encontrado inesperadamente que la
estabilidad del perácido en la composición eutéctica entre 72 y
90ºC puede mejorarse más si durante la fusión se usan también
sustancias secuestrantes, también en cantidades muy pequeñas,
generalmente en el intervalo desde 100 hasta 10000 ppm. Pueden
mencionarse, por ejemplo, ácidos hidroxicarboxílicos, entre ellos
puede citarse el ácido cítrico; ácidos
amino-policarboxílicos, de los que puede
mencionarse el ácido etilendiaminotetrametilfosfónico (EDTMP);
ácidos piridincarboxílicos, de los que puede citarse el ácido
dipicolínico; o ácidos polifosfónicos, de los que puede mencionarse
el ácido
1-hidroxi-etiliden-1,1-difosfónico,
indicado como HEDP por motivo de brevedad.
Como se ha dicho anteriormente, a partir de la
mezcla eutéctica es posible obtener fácilmente un producto sólido
del ácido imido-alcanopercarboxílico, mediante
solidificación de la mezcla eutéctica a temperaturas inferiores a
72ºC, por ejemplo vertiendo el producto fundido sobre la cinta para
la formación de escamas enfriada. De este modo, se puede obtener ya
un perácido que no está en forma de polvo, por lo tanto con todas
las ventajas de no tener que granular el producto, para hacer más
fáciles las operaciones sucesivas durante la formulación y/o el
transporte. De este modo, se obtiene un producto en forma de escamas
húmedas con un contenido en agua prácticamente constante,
generalmente de 8-10% en peso, por lo tanto incluso
inferior a la cantidad de agua de la composición eutéctica.
La constancia del contenido de agua en el
perácido final es un factor muy importante para el propósito de los
tratamientos sucesivos del acabado del producto.
La formación mencionada anteriormente de la
mezcla eutéctica tiene también el efecto adicional de purificar el
ácido imido-alcanopercarboxílico de posibles
sustancias polares presentes en el producto, tales como impurezas,
tales como por ejemplo, los agentes reaccionantes utilizados en la
preparación del precursor del ácido carboxílico, el precursor del
ácido, y especialmente de pequeñas cantidades de los disolventes
utilizados para la síntesis peroxídica, o en los tratamientos de
purificación de la técnica descrita anteriormente, e indeseables en
el producto
acabado.
acabado.
Con este propósito, puede mencionarse otro
método de solidificación, que consiste en obtener el perácido en
forma de gránulos irregulares, introduciendo la mezcla eutéctica
fundida en una masa de agua fría, por ejemplo a 15ºC, agitada
vigorosamente.
En este caso, no se obtiene una constancia del
tanto por ciento de humedad de la masa del producto, aislable por
filtración o centrifugación de la nueva suspensión obtenida, sino
solamente un efecto de purificación del perácido de las impurezas
polares, tales como las que derivan de los disolventes indicados
anteriormente.
Un objeto adicional del la presente invención
reside en que, mediante el procedimiento de la presente invención,
es posible someter directamente a purificación la suspensión
perácido/agua obtenible directamente mediante síntesis de
peroxidación, después de la separación del disolvente, por ejemplo
los disolventes que contienen cloro de la patente EP 490409, sin
lavados con otros disolventes para retirar los disolventes que
contienen cloro, como se ha dicho anteriormente, por ejemplo por
tratamiento con acetato de etilo, por tratamiento de arrastre de la
mezcla eutéctica fundida con vapor a presión reducida.
Por ejemplo, el arrastre puede efectuarse con
vapor sobre la mezcla eutéctica fundida a temperaturas de
72-75ºC, y a vacío, por ejemplo a aproximadamente
37330-39996 Pa (280-300 mm Hg).
Este objeto adicional de la invención es
bastante inesperado ya que se podría esperar que el perácido, en
presencia de vapor a las temperaturas del arrastre, podría
experimentar descomposición.
Tal metodología es utilizable en procedimientos
industriales continuos, y permite reutilizar la fase acuosa para
fusión en equilibrio con la mezcla eutéctica para obtener nuevas
suspensiones de producto en bruto derivado de la peroxidación, para
dirigirlo al procedimiento de fusión hasta la mezcla eutéctica, y
hasta el arrastre sucesivo de la mezcla eutéctica para la
purificación adicional de las impurezas mencionadas. De este modo
se evitan las pequeñas pérdidas de perácido acumulado en la fase
acuosa como se ha dicho anteriormente.
De este modo, el perácido purificado por el
método de arrastre resulta sin disolventes, por ejemplo disolventes
que contienen cloro, que son inferiores a los límites analíticos,
determinados mediante cromatografía de gases.
El arrastre, preferiblemente a contracorriente,
con vapor a presión reducida, se lleva a cabo, por ejemplo, en una
columna con camisa, por ejemplo rellena con anillos Raschig, y el
vapor, a contracorriente hacia la mezcla eutéctica que ha de
purificarse, entra desde la parte inferior de la columna a una
temperatura de 72-75ºC, y manteniendo vacío en la
columna, generalmente comprendido entre 37330-39996
Pa (280-300 mm Hg). Se alimenta la cabeza de la
columna con la mezcla eutéctica de perácido/H_{2}O, en estado
fundido, preferiblemente con un caudal inferior al del vapor, la
proporción en peso de mezcla eutéctica/vapor está comprendida
generalmente entre 2:1 y 1:2.
Se proporcionan los siguientes ejemplos con
fines ilustrativos, pero no son limitativos del alcance de la
presente invención.
Ejemplos
1-2-3-4-5-6-7
Se introducen 50 g de ácido
ftalimido-peroxihexanoico (PAP), que tiene una
pureza de 98,1% en peso, en un reactor cilíndrico de vidrio de 500
ml, con camisa y dotado con una salida en la parte inferior, junto
con 244 g de agua desmineralizada.
Bajo agitación continua, se calienta esta
suspensión a 75ºC, temperatura a la que se completa la fusión del
perácido con formación de una mezcla eutéctica inmiscible en el
medio acuoso, y que tiene una densidad de 1,229 g/ml.
Después de los tiempos de permanencia
presentados en la tabla 1, se detiene la agitación, y después de 5
minutos de decantación, se toman pequeñas cantidades del producto
fundido separado del medio acuoso a través de la salida de la parte
inferior, que se diluyen inmediatamente con cantidades adecuadas de
disolvente, tal como acetonitrilo o dioxano, compatible con la
metodología analítica elegida (HPLC), para determinar el contenido
de PAP.
Los ensayos se repiten utilizando agua en la
misma cantidad, pero que contiene los estabilizantes indicados en
la tabla 1.
A partir de la tabla 1 es posible observar cómo
pequeñas cantidades de estabilizantes inhiben aún más la degradación
del PAP contenido en la mezcla eutéctica a la temperatura de 75ºC,
cuando se opera con tiempos desde 1 hora hasta 3 horas.
Se tiene, en efecto, 42% de pérdida de oxígeno
activo después de 1 hora de permanencia a 75ºC de la mezcla
eutéctica formada partiendo de agua desmineralizada como tal, con
respecto a 1,0-2,6% en peso de pérdida similar
observada para la mezcla eutéctica obtenida empleando agua a la que
se ha añadido agentes secuestrantes, operando con tiempos de
permanencia de 1 hora.
También, con tiempos de permanencia de 3 horas,
las pérdidas en contenido de oxígeno peroxídico del perácido varían
entre 2,5 y 5,6% con respecto a una pérdida de 72% obtenida operando
solamente con agua.
Ejemplos
8-9-10
Procediendo como se ha descrito en los ejemplos
1-7, se han llevado a cabo aquí ensayos de fusión
del PAP que tiene un título de 98,1% en peso, a 75ºC, 85ºC y 90ºC,
en un medio acuoso que contiene 500 ppm de HEPD y observando,
después de 30 minutos de permanencia de la mezcla eutéctica de
perácido/H_{2}O a dichas temperaturas, la degradación
experimentada por el perácido, como pérdida de oxígeno activo. Los
datos se presentan en la tabla 2.
Como es posible observar a partir de la tabla 2,
también llevando a cabo fusiones del PAP en H_{2}O a temperaturas
crecientes desde 75ºC hasta 90ºC, se observan degradaciones que
pueden considerarse moderadas desde el punto de vista de la
seguridad industrial.
Ejemplos
11-12-13-14
Conforme a las modalidades de operación de los
ejemplos 1-7, se hace que se produzca la fusión en
suspensiones acuosas a las que se ha añadido 500 ppm de HEDP, que
contienen concentraciones diferentes de sólido y que tienen
diferente pureza, y en cantidades notables desde 0,5 hasta 5 kg, a
una temperatura de 75ºC, en reactores de vidrio de 10 l con camisa,
observando después de 30 minutos de decantación el contenido de agua
en la mezcla eutéctica formada, determinado mediante el análisis de
Karl Fischer, y en las escamas obtenidas vertiendo la mezcla
eutéctica fundida sobre una cinta para la formación de escamas que
tiene una longitud de la cinta de 4 m y una anchura de la cinta de
30 cm.
Como es posible verificar a partir de la tabla
3, el contenido de H_{2}O en la mezcla eutéctica a 75ºC es
constante, aproximadamente 11% en peso.
También, la humedad residual en las escamas de
PAP, de un espesor variable de 1-2 mm, obtenidas por
enfriamiento del producto fundido sobre la cinta para la formación
de escamas, es aproximadamente constante, alrededor de 9% en peso,
e inferior al contenido de agua de la mezcla eutéctica.
Ejemplos
15-16-17-18-19
Conforme a la metodología descrita en los
ejemplos 11-14, se preparan suspensiones acuosas que
tienen un contenido diferente de sólido, empleando PAP con pureza
variable, impuro con CH_{2}Cl_{2} o acetato de etilo
(AcOEt).
Haciendo que se produzca la fusión en estas
suspensiones en presencia de 500 ppm de HEDP, y luego operando de
tal modo que se llegue a obtener escamas como se ha indicado en los
ejemplos de la tabla 3, o gránulos de PAP húmedo obtenidos por
vaciado del producto fundido en agua fría agitada a 15ºC, se observó
en el producto final una alta reducción de las impurezas
mencionadas anteriormente, variable desde 30% hasta 68%.
Ejemplo
20
2,31 g de PAP sólido, que tiene un título de
97,2% y que contiene 2000 ppm de CH_{2}Cl_{2}, junto con 469 g
de H_{2}O desmineralizada que contiene 500 ppm de Sequion® 10H, se
introducen en el recipiente fundidor/separador situado en la cabeza
de la columna de arrastre.
Bajo una agitación continua, la temperatura de
la suspensión se lleva a 75ºC, luego, cuando el sólido se funde, se
detiene la agitación, y, después de 5 minutos de permanencia, la
mezcla eutéctica formada se dosifica en aproximadamente 1 hora en
la columna de arrastre, con vapor a contracorriente a 75ºC y 38397
Pa (288 mm Hg) de vacío absoluto, con un caudal de vapor de 350 g/h
y un caudal del producto fundido de 250 g/h.
El producto que fluye del arrastre con vapor es
descargado continuamente, en estado fundido, desde la parte
inferior de la columna, en un litro de agua fría que tiene una
temperatura de 15ºC y mantenido con agitación.
Se obtienen 228 g de PAP en gránulos, que tiene
97,5% de pureza, que contienen 5 ppm de CH_{2}Cl_{2} residual,
por filtración de la suspensión y secado de los gránulos sólidos en
una estufa ventilada con aire, a una temperatura de 40ºC.
El contenido de CH_{2}Cl_{2} se determina
mediante análisis por cromatografía de gases.
Ejemplo
21
Se hace que se produzca la fusión de una
cantidad de 236 g de PAP sólido cristalino, con un título de 95,2%,
y que contiene 0,2% de CH_{2}Cl_{2}, a 75ºC, en un medio acuoso
al que se añaden 500 ppm de Sequion® 10H (agentes secuestrantes).
Después de la separación en el decantador/dosificador, se obtienen
254 g de mezcla eutéctica, que contiene aproximadamente 1600 ppm de
CH_{2}Cl_{2}.
Se alimenta la columna de arrastre, en 1 hora,
con la mezcla eutéctica fundida, obteniendo al final 264 g de
escamas húmedas, siendo la humedad de aproximadamente 8% en peso, de
PAP purificado, siendo el espesor de las escamas de 1,4 mm, que
contienen 8 ppm de CH_{2}Cl_{2} residual, y 89,24% de ácido
ftalimido-peroxihexanoico.
Ejemplo
22
Se utiliza una cantidad de 400 g del agua para
fusión que procede del ensayo descrito en el ejemplo 21 para fundir
200 g de PAP que tiene un título de 97,2%, impuro con 2000 ppm de
CH_{2}Cl_{2}.
La mezcla eutéctica de PAP/H_{2}O formada se
trata en la columna de arrastre con vapor a contracorriente, con un
caudal de 350 g/h a 38397 Pa (288 mm Hg) de vacío absoluto,
obteniendo 208 g de escamas húmedas que, después de secado en una
estufa ventilada, a 40ºC durante 2 horas, muestran un contenido de
ácido ftalimido-peroxihexanoico de 96,8%, y que
tienen un contenido de CH_{2}Cl_{2} de 10 ppm.
Ejemplo
23
Una suspensión formada por 10 l de agua
desmineralizada, a la que se añaden 1000 ppm de Sequion® 10H, y 3%
de un producto sólido cristalino que ha de purificarse, que contiene
97,5% de ácido ftalimido-peroxihexanoico y 890 ppm
de CH_{2}Cl_{2}, se hace pasar continuamente a través de un
intercambiador de serpentín, en el que, a 75ºC, el PAP pasa al
estado fundido, y la mezcla eutéctica formada se recoge en el
dosificador/separador situado en la cabeza de la columna de
arrastre.
La fase acuosa separada en el separador se envía
mediante una salida continua a la suspensión de partida, en la que
siempre se añaden continuamente 250 g/h de PAP que ha de
purificarse.
Siempre continuamente, la columna de arrastre es
dosificada con la mezcla eutéctica de PAP/H_{2}O fundida, con un
caudal de 250 ml/h, y con vapor a contracorriente con un caudal de
350 g/h. Después de 4 horas, se obtienen aproximadamente 940 g de
escamas húmedas, siendo la humedad de 8% en peso, y que contienen
una media de 88,8% de ácido
ftalimido-peroxihexanoico y 12 ppm de
CH_{2}Cl_{2}.
Ejemplo | PAP de 98,1% | Medio Acuoso | Pérdida peroxídica % del | ||||
Nº | en peso | PAP contenido en la mezcla | |||||
usado (%) | eutéctica DE PAP/11,0 | ||||||
g | Estabilizante | Después | Después | Después | |||
de 5 min. | de 1 hora | de 3 horas | |||||
Tipo | Concentración | ||||||
en peso | |||||||
1 | 50 | 244 | - | - | 1,6 | 42 | 72 |
2 | - | - | Ácido | 1 | - | 2,08 | 5,1 |
Cítrico | |||||||
3 | - | - | HEDP | 0,05 | - | 1,05 | 2,6 |
4 | - | - | HDDP | 0,025 | - | 0,97 | 2,5 |
5 | - | - | ATMP | 0,05 | - | 1,28 | 1,06 |
6 | - | - | EDTMP | 0,05 | - | 2,58 | 5,43 |
7 | - | - | Ácido | 0,01 | - | 2,09 | 5,6 |
Dipicolínico | |||||||
HEDP = CH_{3}COH(H_{2}PO_{3})_{2} | |||||||
HDDP = CH_{3}(CH_{2})_{11}COH(H_{2}PO_{3})_{2} | |||||||
ATMP = N(CH_{2}PO_{3}H_{2})_{3} | |||||||
EDTMP = (H_{2}PO_{3}CH_{2})_{2}NC_{2}H_{4}N(CH_{2}PO_{3}H_{2})_{2} |
Ejemplo | PAP de 98,1% en | Medio Acuoso | Pérdida peroxídica en % del PAP | ||||
Nº | peso usado (%) | contenido en la mezcla Eutéctica | |||||
g | Estabilizante | Permanencia en el | Temperatura | Pérdida | |||
Medio Acuoso | ºC | de peso | |||||
Tipo | % en peso | ||||||
8 | 50 | 244 | MBDP | 0,05 | 30 min | 75 | 0,6 |
9 | - | - | - | - | - | 85 | 2,1 |
10 | - | - | - | - | - | 90 | 3,4 |
Ejemplo | Suspensiones Acuosas | Temperatura de | Agua en la mezcla | Agua en las Escamas | |
Nº | de PAP | Fusión (ºC) | eutéctica (% en peso) | (% en peso) | |
PAP | Pureza del PAP | ||||
(% en peso) | (% en peso) | ||||
11 | 5 | 98,1 | 75 | 11,24 | 8,7 |
12 | 17 | 96,4 | - | 11,34 | 9,4 |
13 | 17 | 94,7 | - | 11,36 | 9,1 |
14 | 33 | 94,7 | - | 12,42 | 8,9 |
Ejemplo | Composición de PAP | Conc. de Sólido | Fusión de la suspensión a 75ºC | |||||||
Nº | empleada en la suspensión | en la suspensión | y solidificación de la mezcla eutéctica | |||||||
(% en peso) | ||||||||||
PAP | CH_{2}Cl_{2} | AcOEt | Escamas | Gránulos | ||||||
(% en peso) | (ppm) | (ppm) | ||||||||
Referido a sólido anhidro | Referido a sólido anhidro | |||||||||
PAP | CH_{2}Cl_{2} | AcOEt | PAP | CH_{2}Cl_{2} | AcOEt | |||||
(% en | (ppm) | (% en | (ppm) | |||||||
peso | peso | |||||||||
15 | 98,1 | 66 | - | 5 | 98,7 | 23 | - | 98,8 | 24 | - |
16 | 96,1 | - | 100 | 5 | 97,7 | - | 5 | |||
17 | 96,4 | 150 | - | 5 | 97,8 | 48 | - | |||
18 | 96,4 | 150 | - | 17 | 97,8 | 68 | - | 97,7 | 70 | - |
19 | 94,7 | 250 | - | 33 | 96,1 | 165 | - |
Claims (14)
1. Un procedimiento para la purificación de
ácidos imido-alcanopercarboxílicos de impurezas
polares, que comprende calentar una suspensión de ácido
imido-alcanopercarboxílico en agua hasta la fusión
completa de la fase sólida, que se produce a temperaturas
inferiores a la temperatura de fusión de los ácidos
imido-alcanopercarboxílicos, mediante la formación
de mezclas eutécticas, y la separación posterior de la fase orgánica
de la fase acuosa, y la recuperación de la fase orgánica que
contiene el ácido imido-alcanopercarboxílico.
2. Un procedimiento conforme a la reivindicación
1, en el que los ácidos imido-alcanopercarboxílicos
tienen la fórmula general:
\vskip1.000000\baselineskip
en la que A indica un grupo de
fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que:
n es un número entero 0, 1 ó 2,
R^{1} es hidrógeno, cloro, bromo, alquilo
C_{1}-C_{20}, alquenilo
C_{2}-C_{20}, arilo o alquilarilo,
R^{2} es hidrógeno, cloro, bromo o un grupo de
fórmula -SO_{3}M, -CO_{2}M, -CO_{3}M, -OSO_{3}M,
M indica hidrógeno, un metal alcalino o ión de
amonio, o el equivalente de un ión de metal alcalinotérreo,
X indica alquileno
C_{1}-C_{19} o arileno;
Y es = X, y preferiblemente un alquileno
C_{3}-C_{19}.
3. Un procedimiento conforme a las
reivindicaciones 1-2, en el que el ácido es el ácido
ftalimido-peroxihexanoico.
4. Un procedimiento conforme a las
reivindicaciones 1-3, en el que los ácidos
imido-alcanopercarboxílicos son obtenibles mediante
procedimientos de peroxidación, en presencia de peróxido de
hidrógeno y de un ácido fuerte, de un precursor ácido
imido-alcanocarboxílico obtenible por reacción
de
A) a1) un anhídrido de fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
o los ácidos
correspondientes,
con
b1) un aminoácido de fórmula:
H_{2}N --- X
---
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}--- OH
con
c1) agua;
o
a1)
con
b2) una lactama de fórmula general:
con
c1) agua;
a temperaturas comprendidas entre 100ºC y 250ºC,
bajo presión de un gas inerte desde 0,1 MPa hasta 3 MPa (desde 1
hasta 30 bar), para tiempos de reacción desde 2 hasta 20 horas;
siendo el significado de los símbolos el indicado
anteriormente.
5. Un procedimiento conforme a las
reivindicaciones 1-4, en el que los ácidos
imido-alcanopercarboxílicos son el ácido
ftalimido-peracético, ácido
3-ftalimido-perpropiónico, ácido
4-ftalimido-perbutírico, ácido
2-ftalimido-diperglutárico, ácido
2-ftalimido-dipersuccínico, ácido
3-ftalimido-perbutírico, ácido
2-ftalimido-perpropiónico, ácido
3-ftalimido-diperadípico, ácido
naftalimido-peracético, y ácido
2-ftalimido-monopersuccínico.
6. Un procedimiento conforme a las
reivindicaciones 1-5, en el que la reacción de
peroxidación se lleva a cabo en un disolvente.
7. Un procedimiento conforme a la reivindicación
6, en el que el disolvente se elige entre CH_{2}Cl_{2} y
CHCl_{3}.
8. Un procedimiento conforme a las
reivindicaciones 1-7, en el que el ácido es el ácido
ftalimido-peroxihexanoico, y la temperatura de
fusión de la mezcla eutéctica es de aproximadamente 72ºC.
9. Un procedimiento conforme a las
reivindicaciones 1-8, en el que se añaden agentes
secuestrantes.
10. Un procedimiento conforme a la
reivindicación 9, en el que los agentes secuestrantes se seleccionan
de ácidos hidroxicarboxílicos, ácidos
amino-policarboxílicos, ácidos piridincarboxílicos,
y ácidos polifosfónicos.
11. Un procedimiento conforme a las
reivindicaciones desde 1 hasta 10, en el que la fase orgánica
fundida se somete a un tratamiento de arrastre con vapor a presión
reducida.
12. Un procedimiento conforme a la
reivindicación 11, en el que el vapor se pasa a contracorriente.
13. Un procedimiento conforme a las
reivindicaciones 1-12, en el que la fase orgánica
del producto fundido se solidifica sobre una cinta enfriada.
14. Un procedimiento conforme a las
reivindicaciones 1-12, en el que la fase orgánica
del producto fundido se solidifica en agua fría.
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