FR2739850A1 - Process for manufacture of (meth)acrylic ester(s) of polyalkoxylated alcohol(s) with a hydrophobic chain - Google Patents
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Abstract
Description
PROCÉDÉ DE FABRICATION D'ESTERS ACRYLIQUES ET MÉTHACRYLIQUES
D'ALCOOLS POLYALKOXYLÉS À CHAÎNE HYDROPHOBE
La présente invention concerne un procédé de fabrication de monomères (méth)acryliques consistant en esters (méth)acryliques d'alcools polyalkoxylés à chaîne hydrophobe. De tels monomères possèdent des séquences hydrophiles-hydrophobes qui leur confèrent d'intéressantes propriétés tant dans le domaine de la polymérisation que dans celui des épaississants.PROCESS FOR MANUFACTURING ACRYLIC AND METHACRYLIC ESTERS
HYDROPHOBIC CHAIN POLYALKOXYL ALCOHOLS
The present invention relates to a process for the manufacture of (meth) acrylic monomers consisting of (meth) acrylic esters of hydrophobic chain polyalkoxylated alcohols. Such monomers have hydrophilic-hydrophobic sequences which give them interesting properties both in the field of polymerization and in that of thickeners.
La synthèse des monomères acryliques amphiphiles est décrite dans la littérature
Le brevet américain US-A-4 384 096 revendique la synthèse de monomères acryliques polyéthoxylés par estérification, catalysée par l'acide sulfurique, de l'acide méthacrylique par un alcool polyéthoxylé. Ce mode de synthèse, en solution dans le toluène, est également décrit dans le brevet européen EP-B-113 836.The synthesis of amphiphilic acrylic monomers is described in the literature
American patent US-A-4 384 096 claims the synthesis of polyethoxylated acrylic monomers by esterification, catalyzed by sulfuric acid, of methacrylic acid with a polyethoxylated alcohol. This method of synthesis, in solution in toluene, is also described in European patent EP-B-113 836.
La synthèse de (méth)acrylates d'alcools polyéthoxylés à partir de chlorure de (méth)acryloyle est décrite dans Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. The synthesis of (meth) acrylates of polyethoxylated alcohols from (meth) acryloyl chloride is described in Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim.
Teknol. 19 (5), 793-4, 1976, et dans Makromol. Chem.Teknol. 19 (5), 793-4, 1976, and in Makromol. Chem.
193 (6), 1377-85, 1992.193 (6), 1377-85, 1992.
L'autre grande voie de synthèse décrite dans la littérature est relative à la transestérification : la synthèse de méthacrylate de n-dodécyloxypoly(éthylèneoxy)30 éthanol par réaction de transestérification, catalysée par l'oxyde de dibutyl étain, du méthacrylate de méthyle par un alcool polyéthoxylé, est décrite dans le brevet européen
EP-B-13 836.The other major synthetic route described in the literature relates to transesterification: the synthesis of n-dodecyloxypoly (ethyleneoxy) ethanol methacrylate by transesterification reaction, catalyzed by dibutyl tin oxide, of methyl methacrylate by a polyethoxylated alcohol, is described in the European patent
EP-B-13 836.
Ces différentes voies possèdent nombre d'inconvénients
La synthèse par estérification directe acide/alcool est en général difficile dès que le degré d'éthoxylation ou de propoxylation de l'alcool devient supérieur à environ 6.These different routes have a number of drawbacks
Synthesis by direct acid / alcohol esterification is generally difficult as soon as the degree of ethoxylation or propoxylation of the alcohol becomes greater than about 6.
La mise en oeuvre de la voie chlorure d'acide est, quant à elle, très délicate du fait de la très grande réactivité des chlorures de (méth)acryloyle. On observe une forte aptitude des chaînes polyalkoxylées à être coupées sous l'action de l'acide chlorhydrique généré à la synthèse. The implementation of the acid chloride route is, for its part, very delicate because of the very high reactivity of the (meth) acryloyl chlorides. There is a strong ability of the polyalkoxylated chains to be cut under the action of hydrochloric acid generated during the synthesis.
La synthèse des esters (méth) acryliques d'alcools polyalkoxylés à chaîne hydrophobe est très dépendante de la teneur en éthylène glycol + polyéthylène glycols (regroupés sous l'abréviation PEG) et en propylène glycol + polypropylène glycols (regroupés sous l'abréviation PPG) des alcools utilisés. Ces alcools, qui font partie de la famille des tensio-actifs anioniques, obéissent à la formule générale (III), telle que définie ci-après ; ils diffèrent les uns des autres par la nature de leur partie hydrophobe
R3 et de leurs séquences alkylène glycol, ainsi que par leur degré d'alkoxylation ; ils sont fabriqués par alkoxylation de l'alcool R30H par de l'oxyde d'éthylène ou de propylène en présence d'un catalyseur alcalin et peuvent renfermer jusqu'à 5% en poids de PEG ou de PPG, formés comme sous-produits lors de la synthèse.Les PEG et PPG, dont la teneur est difficile à maîtriser, peuvent inhiber l'action de la plupart des catalyseurs généralement utilisés en transestérification.The synthesis of (meth) acrylic esters of polyalkoxylated alcohols with a hydrophobic chain is very dependent on the content of ethylene glycol + polyethylene glycols (grouped under the abbreviation PEG) and of propylene glycol + polypropylene glycols (grouped under the abbreviation PPG) of the alcohols used. These alcohols, which form part of the family of anionic surfactants, obey the general formula (III), as defined below; they differ from each other by the nature of their hydrophobic part
R3 and their alkylene glycol sequences, as well as by their degree of alkoxylation; they are manufactured by alkoxylation of alcohol R30H with ethylene or propylene oxide in the presence of an alkaline catalyst and may contain up to 5% by weight of PEG or PPG, formed as by-products during The PEGs and PPGs, the content of which is difficult to control, can inhibit the action of most of the catalysts generally used in transesterification.
En outre, la synthèse des esters d'alcools polypropoxylés à chaîne hydrophobe est rendue très difficile par le fait que les alcools correspondants sont constitués d'un mélange de différents isomères, dont les principaux sont des alcools secondaires, qui ne réagissent par conséquent que très mal dans les réactions d'estérification classiques, réalisées à partir d'acides carboxyliques, ou dans les réactions de transestérification, réalisées à partir d'esters. In addition, the synthesis of esters of polypropoxylated alcohols with a hydrophobic chain is made very difficult by the fact that the corresponding alcohols consist of a mixture of different isomers, the main ones of which are secondary alcohols, which therefore only react very much. poorly in conventional esterification reactions, performed from carboxylic acids, or in transesterification reactions, performed from esters.
La Société déposante a maintenant découvert que l'on pouvait synthétiser les esters (méth)acrylîques d'alcools polyalkoxylés à chaîne hydrophobe par estérification d'alcools polyéthoxylés ou polypropoxylés, en partant d'anhydride (méth)acrylique, sans rencontrer aucun des inconvénients de la technique antérieure. The Applicant Company has now discovered that it is possible to synthesize (meth) acrylic esters of polyalkoxylated alcohols with a hydrophobic chain by esterification of polyethoxylated or polypropoxylated alcohols, starting from (meth) acrylic anhydride, without encountering any of the disadvantages of prior art.
La présente invention a donc pour objet un procédé de fabrication d'un ester (méth) acrylique d'alcool polyalkoxylé à chaîne hydrophobe représenté par la formule générale (I)
dans laquelle
- R1 représente un atome d'hydrogène ou un groupe
méthyle
- les R2 représentent chacun indépendamment un atome
d'hydrogène ou un groupe méthyle
- R3 représente un radical hydrophobe ; et
- n a une valeur moyenne de 3 à 60, caractérisé par le fait que l'on fait réagir, en présence d'un catalyseur d'estérification, l'anhydride de formule (II)
dans laquelle R1 est tel que défini ci-dessus, avec un alcool polyalkoxylé de formule (III)
R3 [OC2H3 (R2) ]nOH (III) dans laquelle R2, R3 et n sont tels que définis ci-dessus, ledit alcool pouvant renfermer jusqu'à 5% en poids de glycols (lesquels sont les PEG et PPG définis ci-dessus).A subject of the present invention is therefore a process for the manufacture of a (meth) acrylic ester of polyalkoxylated alcohol with a hydrophobic chain represented by general formula (I).
in which
- R1 represents a hydrogen atom or a group
methyl
- the R2 each independently represent an atom
hydrogen or a methyl group
- R3 represents a hydrophobic radical; and
- has an average value of 3 to 60, characterized by the fact that the anhydride of formula (II) is reacted in the presence of an esterification catalyst
in which R1 is as defined above, with a polyalkoxylated alcohol of formula (III)
R3 [OC2H3 (R2)] nOH (III) in which R2, R3 and n are as defined above, said alcohol possibly containing up to 5% by weight of glycols (which are PEG and PPG defined above ).
Dans les formules (I) et (III) ci-dessus, on a utilisé l'écriture "C2H3(R2)" pour englober les formes isomères "CH2-CHR2-" et "-CHR2-CH2-". In formulas (I) and (III) above, the writing "C2H3 (R2)" was used to encompass the isomeric forms "CH2-CHR2-" and "-CHR2-CH2-".
Avec le procédé selon l'invention, il est possible d'utiliser des alcools polyalkoxylés (III) possédant une chaîne hydrophobe R3 de nature très variée, la nature de cette chaîne R3 n'influençant par la synthèse. Ainsi, R3 peut être un groupement alkyle, aryle, alkylaryle, arylalkyle, polyarylphényle, polyarylalkylphényle. Ces groupements peuvent par ailleurs être substitués entre autres par des halogènes. Ils peuvent par exemple être fluorés ou perfluorés. With the process according to the invention, it is possible to use polyalkoxylated alcohols (III) having a hydrophobic chain R3 of very varied nature, the nature of this chain R3 not influencing the synthesis. Thus, R3 can be an alkyl, aryl, alkylaryl, arylalkyl, polyarylphenyl, polyarylalkylphenyl group. These groups can moreover be substituted, inter alia, by halogens. They can for example be fluorinated or perfluorinated.
Par ailleurs, l'alcool (III) de départ peut se présenter sous la forme d'un produit pur ou d'un mélange de plusieurs alcools gras. Furthermore, the starting alcohol (III) can be in the form of a pure product or of a mixture of several fatty alcohols.
Parmi les catalyseurs utilisables, on peut citer, par exemple, des acides de Brönsted, tels que l'acide sulfurique, les acides alkyl- et aryl- sulfoniques et les résines acides cationiques ; les acides de Lewis, comme le trifluorure de bore ; ou encore certains catalyseurs basiques, comme des amines du type diéthylamine, triéthylamine ou l-méthylimidazole par exemple ; ainsi que les formes supportées de ces catalyseurs sur des supports solides, par exemple sur alumine, charbon actif, silice, résine cationique faible, etc. Among the catalysts which can be used, mention may be made, for example, of Bronsted acids, such as sulfuric acid, alkyl- and aryl-sulfonic acids and cationic acid resins; Lewis acids, such as boron trifluoride; or even certain basic catalysts, such as amines of the diethylamine, triethylamine or 1-methylimidazole type, for example; as well as the supported forms of these catalysts on solid supports, for example on alumina, activated carbon, silica, weak cationic resin, etc.
Le catalyseur 1-méthyl imidazole présente l'avantage d'être plus actif et plus sélectif que les catalyseurs acides, en générant moins de composés issus de coupures des chaînes alkoxylées. Conformément à un mode d'utilisation particulièrement intéressant, ce catalyseur peut être utilisé sous une forme supportée sur un support solide, par exemple tel que ceux indiqués ci-dessus. Le catalyseur est généralement mis en oeuvre à raison de 0,01 å 5% en poids par rapport à la masse réactionnelle. The 1-methyl imidazole catalyst has the advantage of being more active and more selective than the acid catalysts, by generating fewer compounds resulting from cleavage of the alkoxylated chains. In accordance with a particularly advantageous mode of use, this catalyst can be used in a form supported on a solid support, for example such as those indicated above. The catalyst is generally used in an amount of 0.01 to 5% by weight relative to the reaction mass.
La réaction selon l'invention est généralement effectuée à une température comprise entre 20 et 120-C et, plus particulièrement, entre 30 et 100-C. La durée de la réaction selon l'invention, dépendant évidemment de conditions réactionnelles, telles que la température et la quantité de catalyseur(s) utilisé(s), ainsi que de la nature des réactifs mis en oeuvre, est généralement comprise entre 1 et 20 heures environ. The reaction according to the invention is generally carried out at a temperature between 20 and 120-C and, more particularly, between 30 and 100-C. The duration of the reaction according to the invention, obviously depending on reaction conditions, such as the temperature and the quantity of catalyst (s) used, as well as the nature of the reagents used, is generally between 1 and 20 hours approximately.
Les réactifs sont généralement utilisés dans un rapport molaire anhydride (méth)acrylique (II)/alcool (III), qui est supérieur à 1:1 ; étant par exemple de 1,5:1 à 10:1, préférentiellement de 1,5:1 à 3:1. The reagents are generally used in a (meth) acrylic (II) anhydride / alcohol (III) molar ratio, which is greater than 1: 1; being for example from 1.5: 1 to 10: 1, preferably from 1.5: 1 to 3: 1.
La réaction selon l'invention s'effectue généralement en présence d'au moins un inhibiteur de polymérisation, comme l'éther monométhylique de l'hydroquinone, l'hydroquinone, et les phénols encombrés du type 2,6-ditertiobutylparacrésol, 2, 4-diméthyltertiobutyl- phénol ou ditertiobutylcatéchol par exemple. Le ou les inhibiteurs sont utilisés par exemple à raison de 0,01 à 0,2% en poids sur la base du poids du mélange réactionnel. The reaction according to the invention is generally carried out in the presence of at least one polymerization inhibitor, such as hydroquinone monomethyl ether, hydroquinone, and hindered phenols of the 2,6-ditertiobutylparacresol type, 2, 4 -dimethyltertiobutylphenol or ditertiobutylcatechol for example. The inhibitor (s) are used, for example, in an amount of 0.01 to 0.2% by weight based on the weight of the reaction mixture.
Pour conduire la réaction, on peut procéder de la façon suivante
On introduit successivement l'anhydride (II) en excès par rapport à l'alcool (III), le ou les inhibiteurs, l'alcool (III) et le catalyseur dans cet ordre, et on maintient le mélange réactionnel à la température de réaction, sous agitation, jusqu'à conversion totale de l'alcool.To conduct the reaction, we can proceed as follows
The anhydride (II) in excess relative to the alcohol (III), the inhibitor (s), the alcohol (III) and the catalyst are successively introduced in this order, and the reaction mixture is maintained at the reaction temperature. , with stirring, until complete conversion of the alcohol.
A l'issue de l'étape réactionnelle, le brut de réaction est, le cas échéant après avoir été filtré si le catalyseur se présente sous la forme d'un solide dispersé au sein de la masse réactionnelle
- soit hydrolysé par ajout d'eau et chauffage prolongé à
50-70 C, afin d'obtenir le produit final sous la forme
d'une solution aqueuse contenant de l'acide
(méth)acrylique, l'excès initial d'anhydride (II) ayant
été ajusté pour avoir la teneur voulue en acide
(méth)acrylique après hydrolyse
- soit purifié par étêtage des produits légers (eau,
acide (méth)acrylique, anhydride) par distillation puis
le cas échéant neutralisation, afin d'obtenir le
produit final sous une forme à faibles teneurs en acide
(méth) acrylique ou anhydride (méth) acrylique (ces
teneurs peuvent être de l'ordre de 0,5 à 2% en poids). At the end of the reaction step, the reaction crude is, where appropriate after having been filtered, if the catalyst is in the form of a solid dispersed within the reaction mass.
- or hydrolyzed by adding water and prolonged heating at
50-70 C, in order to obtain the final product in the form
an aqueous solution containing acid
(meth) acrylic, the initial excess of (II) anhydride having
been adjusted to have the desired acid content
(meth) acrylic after hydrolysis
- or purified by topping light products (water,
(meth) acrylic acid, anhydride) by distillation then
neutralization if necessary, in order to obtain the
final product in low acid form
(meth) acrylic or (meth) acrylic anhydride (these
contents can be of the order of 0.5 to 2% by weight).
La réaction et l'hydrolyse peuvent être suivies par dosage de l'acide (méth)acrylique et de l'anhydride (II) par HPLC. The reaction and hydrolysis can be followed by assaying (meth) acrylic acid and anhydride (II) by HPLC.
La réaction dure généralement de 1 à 20 heures comme indiqué ci-dessus. L'hydrolyse dure généralement de 3 à 20 heures. The reaction generally lasts from 1 to 20 hours as indicated above. Hydrolysis typically lasts 3 to 20 hours.
Dans le cas de l'obtention du produit final sous une forme à faibles teneurs en acide ou en anhydride, le brut de réaction est d'abord filtré si le catalyseur se présente sous forme d'un solide dispersé au sein de la masse réactionnelle, puis étêté par distillation sous pression réduite, par exemple à l'aide d'un évaporateur à film mince, afin d'éliminer l'eau, la plus grande partie de l'anhydride (méth)acrylique résiduel et de l'acide (méth)acrylique formé pendant la réaction, puis, le cas échéant soumis à une étape d'élimination par neutralisation des faibles quantités d'acide (méth)acrylique et éventuellement de catalyseur acide dissous dans le milieu ; de façon pratique et efficace, cette dernière étape peut être conduite en présence d'un solvant hydrophobe aliphatique, tel que l'heptane et le cyclohexane, ou aromatique, tel que le toluène, formant un mélange azéotropique avec l'eau, à l'aide d'une solution aqueuse basique ou d'un carbonate alcalin ou d'une résine anionique échangeuse d'ions, l'eau résiduelle éventuelle et le solvant étant ensuite éliminés par distillation. In the case of obtaining the final product in a form with low acid or anhydride contents, the reaction crude is first filtered if the catalyst is in the form of a solid dispersed within the reaction mass, then topped by distillation under reduced pressure, for example using a thin film evaporator, in order to remove the water, most of the residual (meth) acrylic anhydride and the (meth) acrylic acid ) acrylic formed during the reaction, then, where appropriate subjected to a step of elimination by neutralization of the small amounts of (meth) acrylic acid and optionally of acid catalyst dissolved in the medium; conveniently and effectively, this last step can be carried out in the presence of an aliphatic hydrophobic solvent, such as heptane and cyclohexane, or aromatic, such as toluene, forming an azeotropic mixture with water, to the using a basic aqueous solution or an alkali carbonate or an anionic ion exchange resin, any residual water and the solvent then being removed by distillation.
Les esters (méth)acryliques ainsi obtenus peuvent donc se présenter sous la forme de produits à faibles teneurs en acide et en anhydride, ou de solutions aqueuses contenant, outre l'ester, de l'acide (méth)acrylique provenant de l'hydrolyse de l'excès d'anhydride utilisé à la synthèse. Les solutions aqueuses, qui conviennent particulièrement à certaines applications, telles que les dispersions épaississantes, présentent l'avantage de requérir un procédé de synthèse plus simple et d'être d'une mise en oeuvre plus aisée. Toutefois, cette technique est plus particulièrement intéressante dans le cas des esters polyéthoxylés, qui sont davantage solubles dans l'eau que leurs homologues polypropoxylés. The (meth) acrylic esters thus obtained can therefore be in the form of products with low acid and anhydride contents, or of aqueous solutions containing, in addition to the ester, (meth) acrylic acid originating from the hydrolysis. of the excess of anhydride used in the synthesis. Aqueous solutions, which are particularly suitable for certain applications, such as thickening dispersions, have the advantage of requiring a simpler synthesis process and of being easier to implement. However, this technique is more particularly advantageous in the case of polyethoxylated esters, which are more soluble in water than their polypropoxylated counterparts.
Les exemples suivants illustrent la présente invention sans toutefois en limiter la portée. Dans ces exemples, les pourcentages sont en poids sauf indication contraire. The following examples illustrate the present invention without, however, limiting its scope. In these examples, the percentages are by weight unless otherwise indicated.
EXEMPLE 1
Dans un réacteur agité, chauffé à l'aide d'une double enveloppe alimentée par de l'eau thermostatée à 50'C, on introduit dans l'ordre suivant Ol Anhydride acrylique .............................. 140 g O 2,6-Ditertiobutylparacrésol ...................... 1 g Q3 Alcool gras polyéthoxylé CpH2p+1[OCH2CH2]nOH
avec p = 12 à 14 et n moyen = 20, commercialisé
par la Société "HULS" sous la dénomination
'9ARLIPAL 24/200" ................................. 320 g @ l-Méthylimidazole fixé sur une
résine acide faible .............................. 1 g
On chauffe le mélange à 50 C pendant 20 heures.EXAMPLE 1
In a stirred reactor, heated using a double jacket fed with water thermostatically controlled at 50 ° C., one introduces in the following order Ol acrylic anhydride ............. ................. 140 g O 2,6-Ditertiobutylparacresol ...................... 1 g Q3 Polyethoxylated fatty alcohol CpH2p + 1 [OCH2CH2] nOH
with p = 12 to 14 and mean n = 20, marketed
by the company "HULS" under the name
'9ARLIPAL 24/200 "................................. 320 g @ l-Methylimidazole fixed on a
weak acidic resin .............................. 1 g
The mixture is heated at 50 ° C. for 20 hours.
Ensuite, le mélange brut réactionnel est étêté sur un évaporateur à film mince (LUWA), afin d'en éliminer l'excès d'anhydride et l'acide acrylique généré par la réaction.Then, the crude reaction mixture is topped on a thin film evaporator (LUWA), in order to remove therefrom the excess of anhydride and acrylic acid generated by the reaction.
Le produit brut final se présente, à température ambiante, sous la forme d'un solide ayant un indice d'acide de 12 mg de KOH/g, et un indice de saponification de 1,8 équivalent/kg. The final crude product is, at room temperature, in the form of a solid having an acid number of 12 mg of KOH / g, and a saponification number of 1.8 equivalents / kg.
EXEMPLE 2
Dans le réacteur décrit à l'Exemple 1, on introduit, dans l'ordre suivant
O Anhydride méthacrylique ........................ 75 g Q Ether monométhylique de l'hydroquinone .......... 0,6 g O Alcool gras polyéthoxylé R3[OCH2CH2]noH
avec
- R3 - C16H33-C18H37 (30% d'alcools en C16
70% d'alcools en C18) ; et
- n moyen = 18,
commercialisé par la Société "HULS" sous
la dénomination "MARLIPAL 16 18/18" ............. 161,5 g Q4 1-Méthylimidazole .............................. 0,5 g
On chauffe le mélange à 50'C pendant 10 heures.EXAMPLE 2
In the reactor described in Example 1, is introduced, in the following order
O Methacrylic anhydride ........................ 75 g Q Hydroquinone monomethyl ether .......... 0.6 g O Polyethoxylated fatty alcohol R3 [OCH2CH2] noH
with
- R3 - C16H33-C18H37 (30% of C16 alcohols
70% of C18 alcohols); and
- mean n = 18,
marketed by the company "HULS" under
the name "MARLIPAL 16 18/18" ............. 161.5 g Q4 1-Methylimidazole .................... .......... 0.5 g
The mixture is heated at 50 ° C for 10 hours.
Le mélange brut réactionnel est ensuite soumis à une hydrolyse pendant 10 heures à 60'C en présence de 60 g d'eau.The crude reaction mixture is then subjected to hydrolysis for 10 hours at 60 ° C. in the presence of 60 g of water.
Le produit final se présente sous la forme d'une solution parfaitement limpide renfermant
Ester + alcools résiduels : 60,2%
Acide méthacrylique : 22,5%
Eau : 17,3%
EXEMPLE 3
Dans le réacteur décrit à l'Exemple 1, on introduit, dans l'ordre suivant
O Anhydride méthacrylique ........................ 69,3 g O 2,6-Ditertiobutylparacrésol .................... 0,7 g 3 Tristyrylphénol à 12 moles d'oxyde d'éthylène
[C6H5CH2CH2]3C6H2[OCH2CH2j12OH ..................... 200 g O4 l-Méthylimidazole .............................. 0,5 g
Le mélange est mis en réaction à 50'C pendant 15 heures, puis il est soumis à une hydrolyse avec 60 g d'eau à 50'C pendant 8 heures.The final product is in the form of a perfectly clear solution containing
Ester + residual alcohols: 60.2%
Methacrylic acid: 22.5%
Water: 17.3%
EXAMPLE 3
In the reactor described in Example 1, is introduced, in the following order
O Methacrylic anhydride ........................ 69.3 g O 2,6-Ditertiobutylparacresol ............. ....... 0.7 g 3 Tristyrylphenol with 12 moles of ethylene oxide
[C6H5CH2CH2] 3C6H2 [OCH2CH2j12OH ..................... 200 g O4 l-Methylimidazole ................. ............. 0.5 g
The mixture is reacted at 50 ° C for 15 hours, then it is subjected to hydrolysis with 60 g of water at 50 ° C for 8 hours.
L'avancement de la réaction et de l'hydrolyse est suivi par dosage de l'acide méthacrylique résiduel par chromatographie liquide haute performance. The progress of the reaction and of the hydrolysis is followed by assaying the residual methacrylic acid by high performance liquid chromatography.
Le produit final obtenu se présente sous la forme d'une solution parfaitement limpide, ayant la composition suivante
Esters : 66,4%
Acide méthacrylique : 16,6%
Eau : 17%.The final product obtained is in the form of a perfectly clear solution, having the following composition
Esters: 66.4%
Methacrylic acid: 16.6%
Water: 17%.
L'acidité résiduelle peut être ajustée en jouant sur l'excès d'anhydride utilisé à la charge. The residual acidity can be adjusted by adjusting the excess anhydride used in the feed.
EXEMPLE 4
On reprend l'Exemple 2 en utilisant la charge suivante Ol Anhydride méthacrylique à 95% de pureté ........ 126,4 g
2,6-Ditertiobutylparacrésol .................... 0,9 g Q3 Tristyrylphénol à 16 moles d'oxyde d'éthylène
[C6H5CH2CH2] 3C6H2 [OCH2CH2] 16OH, commercialisé
par la Société "RHÔNE POULENC" sous
la dénomination "SOPROPHOR BSU" ................. 222 g @ l-Méthylimidazole .............................. 0,9 g
Après 4,5 heures de mise en réaction à 50'C, le mélange brut réactionnel renferme 4,7% d'acide méthacrylique, ce qui correspond à un taux d'avancement de la réaction de 96%.EXAMPLE 4
Example 2 is repeated using the following charge Ol methacrylic anhydride at 95% purity ........ 126.4 g
2,6-Ditertiobutylparacresol .................... 0.9 g Q3 Tristyrylphenol with 16 moles of ethylene oxide
[C6H5CH2CH2] 3C6H2 [OCH2CH2] 16OH, marketed
by the company "RHÔNE POULENC" under
the name "SOPROPHOR BSU" ................. 222 g @ l-Methylimidazole .............................. 0.9 g
After 4.5 hours of reaction at 50 ° C., the crude reaction mixture contains 4.7% of methacrylic acid, which corresponds to a rate of progress of the reaction of 96%.
La durée de mise en réaction à 50'C est prolongée de 2 heures, puis l'excès d'anhydride méthacrylique est hydrolysé avec 116 g d'eau à 50'C pendant 10 heures. The reaction time at 50 ° C. is extended by 2 hours, then the excess methacrylic anhydride is hydrolyzed with 116 g of water at 50 ° C. for 10 hours.
Le produit brut final décante en deux phases. La phase supérieure (397 g), qui est parfaitement limpide, a la composition suivante
Esters : 55%
Acide méthacrylique : 27,7%
Eau : 17,3%. The final crude product settles in two phases. The upper phase (397 g), which is perfectly clear, has the following composition
Esters: 55%
Methacrylic acid: 27.7%
Water: 17.3%.
EXEMPLE 5
On reprend l'Exemple 1 en utilisant la charge suivante Ol Anhydride méthacrylique ....................... 69,3 g Q Ether monométhylique de l'hydroquinone ........ 0,7 g O3 Alcool CpH2p+1[OCH2CH2]nOH
avec p = 12 à 14 et n moyen = 20, commercialisé
par la Société "CECA" sous la dénomination
"REMCOPAL 20" ................................. 192 g 4 l-Méthylimidazole .............................. 0,9 g
La réaction et l'hydrolyse sont effectuées dans les mêmes conditions que celles de l'Exemple 3. Le produit final a la composition suivante
Esters : 61,7%
Acide méthacrylique : 21,6%
Eau : 16,7%.EXAMPLE 5
Example 1 is repeated using the following charge Ol methacrylic anhydride ....................... 69.3 g Q Monomethyl ether of hydroquinone .. ...... 0.7 g O3 Alcohol CpH2p + 1 [OCH2CH2] nOH
with p = 12 to 14 and mean n = 20, marketed
by the Company "CECA" under the name
"REMCOPAL 20" ................................. 192 g 4 l-Methylimidazole ....... ....................... 0.9 g
The reaction and hydrolysis are carried out under the same conditions as those of Example 3. The final product has the following composition
Esters: 61.7%
Methacrylic acid: 21.6%
Water: 16.7%.
EXEMPLE 6
On reprend l'Exemple 1 en utilisant la charge suivante Ol Anhydride méthacrylique à 95% de pureté ....... 78,9 g O 2,6-Ditertiobutylparacrésol ................... 0,4 g 3 Octylphénoxypolyéthoxyéthanol à 13 moles d'oxyde
d'éthylène C8H17-C6H5-[OCH2CH2,]13OH, commercialisé
par la Société "UNION CARBIDE" sous la
dénomination "TRITON X-102" .................... 150 g @ l-Méthylimidazole .............................. 0,7 g
La réaction et l'hydrolyse sont effectuées dans les conditions de l'Exemple 3. On utilise 77 g d'eau pour l'hydrolyse.EXAMPLE 6
Example 1 is repeated using the following charge Ol methacrylic anhydride at 95% purity ....... 78.9 g O 2,6-Ditertiobutylparacresol .............. ..... 0.4 g 3 Octylphenoxypolyethoxyethanol with 13 moles of oxide
ethylene C8H17-C6H5- [OCH2CH2,] 13OH, marketed
by the company "UNION CARBIDE" under the
name "TRITON X-102" .................... 150 g @ l-Methylimidazole .............................. 0.7 g
The reaction and the hydrolysis are carried out under the conditions of Example 3. 77 g of water are used for the hydrolysis.
Après décantation, le produit final a la composition suivante
Esters : 61,7%
Acide méthacrylique : 20,6%
Eau : 17,7%.After settling, the final product has the following composition
Esters: 61.7%
Methacrylic acid: 20.6%
Water: 17.7%.
EXEMPLE 7
On reprend l'Exemple 1 en utilisant la charge suivante
O Anhydride méthacrylique ........................ 50 g Q 2,6-Ditertiobutylparacrésol .................... 0,5 g e3 Alcool stéarylique à 20 moles d'oxyde d'éthylène
C18H37[OCH2CH2]20OH, commercialisé par la
Société "SIDOBRE-SINNOVA" ...................... 145 g Q4 Triéthylamine 2 g
La réaction et l'hydrolyse sont effectuées dans les conditions de l'Exemple 3. On utilise 45 g d'eau à l'hydrolyse.EXAMPLE 7
Example 1 is repeated using the following load
O Methacrylic anhydride ........................ 50 g Q 2,6-Ditertiobutylparacresol ............... ..... 0.5 g e3 Stearyl alcohol containing 20 moles of ethylene oxide
C18H37 [OCH2CH2] 20OH, marketed by
Company "SIDOBRE-SINNOVA" ...................... 145 g Q4 Triethylamine 2 g
The reaction and the hydrolysis are carried out under the conditions of Example 3. 45 g of water are used for the hydrolysis.
Le produit final a la composition suivante
Esters : 66,7%
Acide méthacrylique : 17,3%
Eau : 16,0%.The final product has the following composition
Esters: 66.7%
Methacrylic acid: 17.3%
Water: 16.0%.
EXEMPLE 8
Dans un réacteur agité, chauffé électriquement par un chauffe-réacteur, on charge, dans l'ordre suivant Qi Anhydride méthacrylique .......................... 554 g
2,6-Ditertiobutylparacrésol ...................... 3 g O3 Alcool de formule
C4H9 étant le butyle normal, n moyen = 3 et indice OH = 230 g de KOH/kg, commercialisé par la Société "DOW", sous la dénomination "DOWANOL TpnB" ................... 740 g Q4 Résine commercialisée par la Société
"ROHM & HAAS" sous la dénomination
"AMBERLYST 15" .................................... 30 g
Le mélange est laissé sous agitation pendant 3 heures à une température de 80'C, puis filtré en vue de retirer le catalyseur.La plus grande partie de l'acide méthacrylique formé pendant la réaction et l'anhydride méthacrylique qui n'a pas réagi sont éliminés par distillation sur un évaporateur à film mince raclé, à une température de 150'C, sous une pression de 1,33x103 Pa (10 mm Hg). A l'issue de ce traitement, la teneur en acide méthacrylique résiduel n'est plus que de 1%.EXAMPLE 8
In a stirred reactor, electrically heated by a reactor heater, is charged, in the following order Qi Methacrylic anhydride .......................... 554 g
2,6-Ditertiobutylparacresol ...................... 3 g O3 Alcohol of formula
C4H9 being normal butyl, mean n = 3 and OH number = 230 g of KOH / kg, sold by the company "DOW", under the name "DOWANOL TpnB" .............. ..... 740 g Q4 Resin marketed by the Company
"ROHM &HAAS" under the name
"AMBERLYST 15" .................................... 30 g
The mixture is left under stirring for 3 hours at a temperature of 80 ° C., then filtered in order to remove the catalyst. Most of the methacrylic acid formed during the reaction and the unreacted methacrylic anhydride are removed by distillation on a scraped thin film evaporator, at a temperature of 150 ° C., under a pressure of 1.33 × 103 Pa (10 mm Hg). At the end of this treatment, the residual methacrylic acid content is no more than 1%.
On ajoute 500 g d'heptane dans le milieu, et on neutralise l'acidité résiduelle par une solution de soude 5,5 N. On élimine la phase aqueuse basique, et on évapore le solvant et l'eau résiduelle à 90'C, sous une pression de 1,33x104 Pa (100 mm Hg), en présence d'air. 500 g of heptane are added to the medium, and the residual acidity is neutralized with a 5.5 N sodium hydroxide solution. The basic aqueous phase is removed, and the solvent and the residual water are evaporated off at 90 ° C. under a pressure of 1.33x104 Pa (100 mm Hg), in the presence of air.
On obtient ainsi un ester méthacrylique présentant un indice d'OH de 4,5 g de KOH/kg et un indice d'acidité inférieur à 1 g de KOH/kg. A methacrylic ester is thus obtained having an OH number of 4.5 g of KOH / kg and an acid number of less than 1 g of KOH / kg.
EXEMPLE 9
Dans un réacteur agité, chauffé électriquement par un chauffe-réacteur, on charge, dans l'ordre suivant Qi Anhydride acrylique ............................ 200 g 2 2,6-Ditertiobutylparacrésol .................... 1,2 g Q3 Alcool de formule
EXAMPLE 9
In a stirred reactor, electrically heated by a reactor heater, is charged, in the following order Qi Acrylic anhydride .......................... .. 200 g 2 2,6-Ditertiobutylparacresol .................... 1.2 g Q3 Alcohol of formula
C4H9 étant le butyle normal,
n moyen = 15 et indice OH = 60 g de KOH/kg,
commercialisé par la Société "HOECHST" sous
la dénomination "B01/40" ....................... 740 g Résine cationique faible commercialisée par la
Société BAYER sous la dénomination "TP207", sur
laquelle 12 g de l-méthylimidazole avaient été
préalablement fixés ............................ 80 g
La fixation du 1-méthylimidazole sur la résine avait été effectuée en mélangeant 12 g de 1-méthylimidazole et 75 g de résine sèche dans 100 g de méthanol pendant 1 heure à la température ambiante, la résine ayant ensuite été filtrée, lavée au méthanol et séchée.C4H9 being normal butyl,
average n = 15 and OH index = 60 g of KOH / kg,
marketed by the company "HOECHST" under
the name "B01 / 40" ....................... 740 g Weak cationic resin marketed by the
BAYER company under the name "TP207", on
which 12 g of l-methylimidazole had been
previously fixed ............................ 80 g
The attachment of 1-methylimidazole to the resin was carried out by mixing 12 g of 1-methylimidazole and 75 g of dry resin in 100 g of methanol for 1 hour at room temperature, the resin having then been filtered, washed with methanol and dried.
Le milieu réactionnel est porté à une température de 45 C pendant 24 heures. The reaction medium is brought to a temperature of 45 ° C. for 24 hours.
Pour la purification, on procède selon le même mode opératoire qu'à l'Exemple 7
- filtration du catalyseur
- élimination de la plus grande partie de l'acide
acrylique formé et de l'anhydride acrylique résiduel
par évaporation sur évaporateur à film raclé
- neutralisation, en présence de 500 g d'heptane, à l'aide
de résines anioniques DOWEX, puis filtration des
résines ; et
- élimination de l'heptane et des traces d'eau par
stripping à l'air sur évaporateur rotatif.For the purification, one proceeds according to the same procedure as in Example 7
- catalyst filtration
- elimination of most of the acid
formed acrylic and residual acrylic anhydride
by evaporation on a scraped film evaporator
- neutralization, in the presence of 500 g of heptane, using
of DOWEX anionic resins, then filtration of
resins; and
- elimination of heptane and traces of water by
air stripping on a rotary evaporator.
L'ester acrylique obtenu possède un indice d'OH de 0,7 g de KOH/kg et un indice d'acidité inférieur à 1 g de
KOH/kg.The acrylic ester obtained has an OH number of 0.7 g of KOH / kg and an acid number of less than 1 g of
KOH / kg.
EXEMPLE 10
Dans un réacteur agité, chauffé électriquement par un chauffe-réacteur, on charge, dans l'ordre suivant
O Anhydride méthacrylique ........................ 400 g O 2,6-Ditertiobutylparacrésol .................... 2,4 g Q3 Alcool de formule
EXAMPLE 10
In a stirred reactor, electrically heated by a reactor heater, is charged, in the following order
O Methacrylic anhydride ........................ 400 g O 2,6-Ditertiobutylparacresol ............... ..... 2.4 g Q3 Alcohol of formula
C4H9 étant le butyle normal,
n moyen = 11 et indice OH = 80 g de KOH/kg,
commercialisé par la Société "HOECHST" sous
la dénomination "B01/20" ....................... 800 g Q4 Trifluorure de bore en solution acétique ....... 5 g
Le milieu réactionnel est porté à une température de 90'C pendant 3 heures.C4H9 being normal butyl,
average n = 11 and OH index = 80 g of KOH / kg,
marketed by the company "HOECHST" under
the name "B01 / 20" ....................... 800 g Q4 Boron trifluoride in acetic solution ....... 5 g
The reaction medium is brought to a temperature of 90 ° C. for 3 hours.
Pour la purification, on procède selon le même mode opératoire qu'à l'Exemple 7
- filtration du catalyseur
- élimination de la plus grande partie de l'acide
acrylique formé et de l'anhydride méthacrylique
résiduel par évaporation sur évaporateur à film raclé
- neutralisation en présence de 800 g d'heptane, à l'aide
de résines anioniques DOWEX, puis filtration des
résines ; et
- élimination de l'heptane et des traces d'eau par
stripping à l'air sur évaporateur rotatif.For the purification, one proceeds according to the same procedure as in Example 7
- catalyst filtration
- elimination of most of the acid
formed acrylic and methacrylic anhydride
residual by evaporation on a scraped film evaporator
- neutralization in the presence of 800 g of heptane, using
of DOWEX anionic resins, then filtration of
resins; and
- elimination of heptane and traces of water by
air stripping on a rotary evaporator.
L'ester méthacrylique obtenu possède un indice d'OH de 2 g de KOH/kg et un indice d'acidité inférieur à 1 g de
KOH/kg.The methacrylic ester obtained has an OH number of 2 g of KOH / kg and an acid number of less than 1 g of
KOH / kg.
EXEMPLE 11 :
On reprend l'Exemple 1 en utilisant la charge suivante Qi Anhydride acrylique à 96,3% de pureté .......... 74 g O 2,6-Ditertiobutylparacrésol .................... 0,2 g Q3 Alcool perfluoré à 13 moles d'oxyde d'éthylène
de formule : C6F13CH2CH2[OCH2CH2]13OH,
commercialisé par la Société "ELF ATOCHEM"
sous la dénomination "FORAFAC 1110" ............. 150 g 4 1-Méthylimidazole .............................. 0,7 g
La durée de la mise en réaction est de 20 heures à 50'C. EXAMPLE 11:
Example 1 is repeated using the following charge Qi Acrylic anhydride at 96.3% purity .......... 74 g O 2,6-Ditertiobutylparacresol .................. ......... 0.2 g Q3 Perfluorinated alcohol containing 13 moles of ethylene oxide
of formula: C6F13CH2CH2 [OCH2CH2] 13OH,
marketed by the company "ELF ATOCHEM"
under the name "FORAFAC 1110" ............. 150 g 4 1-Methylimidazole ........................ ...... 0.7 g
The reaction time is 20 hours at 50 ° C.
L'hydrolyse est effectuée par ajout de 21 g d'eau et elle est conduite pendant 10 heures à 50'C. The hydrolysis is carried out by adding 21 g of water and it is carried out for 10 hours at 50 ° C.
Le produit brut est dilué par de l'acide acrylique en fin d'hydrolyse (titre visé en acide acrylique : environ 50%). The crude product is diluted with acrylic acid at the end of hydrolysis (target content for acrylic acid: approximately 50%).
Le produit final a la compositions suivante
Anhydride acrylique : 49,5%
Esters : 50%
Eau : 0,5% The final product has the following compositions
Acrylic anhydride: 49.5%
Esters: 50%
Water: 0.5%
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |