PL100082B1 - Sposob odbarwiania i stabilizacji barwy alkilowanych fenoli oraz dwufenylolopropanu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odbarwiania i stabilizacji barwy alkilowanych fenoli oraz dwufenylolopropanu. W szczególnosci wynalazek stosuje sie do odbarwiania i stabilizacji barwy alkilowanych fenoli zawierajacych od 4 do 12 atomów wegla w grupie alkilowej, to jest szeregu od butylofenolu do dodecy- lofenolu, otrzymywanych w reakcji fenoli z olefinami wobec kationitów jako katalizatorów, zwlaszcza silnie kwasnych sulfonowanych kopolimerów styrenu i dwuwinylobenzenu. Wynalazek stosuje sie równiez do odbar¬ wiania i stabilizacji barwy dwufenylolopropanu, otrzymanego w reakcji fenolu z acetonem wobec wyzej wy¬ mienionych katalizatorów.

Stan techniki. Waznym parametrem jakosciowym alkilowanych fenoli i dwufenylolopropanujest barwa. Od produktu wysokiej jakosci wymagana jest jak najjasniejsza barwa- na ogól ponizej 100 jednostek w skali Hazena i jej stabilnosc w czasie dlugotrwalego przechowywania. Zabarwienie alkilowanych fenoli i dwufenylolopropanu przenosi sie bowiem na koncowe produkty z nich otrzymywane, pogarszajac ich jakosc, a nawet dyskwalifikujac je dla okreslonych zastosowan. Barwa produktu moze byc wynikiem niezbyt dokladnego usuniecia resztek katalizatora przed koncowa destylacja i powstawania, w warunkach wysokiej temperatury podczas destylacji, barwnych zwiazków, zywic i produktów rozkladu katalizatora. Prawdopodobna przyczyna powstawania barwy alkilowanych fenoli oraz dwufenylolopropanu i dalszego ciemnienia tych produktów w cztfsie dlugotrwalego przechowywania w stanie cieklym moze byc obecnosc reaktywnych grup, nienasyconych wiazan i wolnych rodników wchodzacych w reakcje prowadzace do powstawania wielkoczasteczkowych zwiazków powodujacych zabarwienie produktu. Rodzaj tych reaktywnych grup jest prawdopodobnie zalezny od zastosowanego w procesie produkcyjnym katalizatora, co tlumaczy stwierdzony fakt, ze niektóre sposoby poprawiania i stabilizacji barwy alkilowanych fenoli i dwufenylolopropanu sa skuteczne w odniesieniu do tych produktów otrzymanych tylko wobec okreslonego katalizatora.

Znanych jest wiele sposobów odbarwiania i stabilizacji barwy alkilowanych fenoli i dwufenylolopropanu.

W zaleznosci od przyczyny powstawania barwy sa to sposoby fizyczne, jak filtracja i destylacja próziowa2 100 082 w zachowawczych warunkach temperaturowych oraz sposoby chemiczne, polegajace na stosowaniu dodatków odbarwiajacych i stabilizujacych barwe i odnoszace sie na ogól do okreslonej metody wytwarzania i okreslonego katalizatora.

Opisany w patencie Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2752398 sposób odbarwiania zaleca stosowanie dodatku kwasu fosforowego do wyjsciowego fenolu. Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3168578 obejmuje stosowanie dodatku kwasu podfosforawego, podfosforynu sodu lub potasu do wsadowej mieszaniny reakcyjnej zawierajacej fenol, czynnik alkilujacy i katalizator alkilacji o charakterze nieorganicznym dla uzyskania w efekcie alkilofenolii o poprawionej barwie. Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3256346 obejmuje stosowanie dodatków fosforynów organicznych do mieszaniny poreakcyjnej w procesie otrzymywania bisfenolu pray uzyciu nieorganicznych katalizatorów, po neutralizacji mieszaniny poreakcyjnej.

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3553272 obejmuje równiez stosowanie dodatków fosforynów organicznych w odniesieniu do alkilofenoli z tym, ze nastepuje to w koncowej fazie produkcyjnej w warunkach zabezpieczajacych przed hydroliza dodawanych zwiazków. Opis patentowy Wielkiej Brytanii nr 1022583 zaleca dla poprawy stabilnosci barwy bisfenoli wprowadzanie w czasie procesu produkcyjnego bardzo niewielkich dodatków kwasu szczawiowego, cytrynowego, winowego lub ich soli, w ilosci od 0,0001 do 0,005% wagowych przed oddestylowaniem fenolu.

Sposoby te nie sa jednak skuteczne w odniesieniu do alkilowanych fenoli oraz dwufenylolopropanu otrzymywanych wobec silnie kwasnego kationitu typu sulfonowanego kopolimeru styrenu i dwuwinylobenzenu jako katalizatora, gdyz wprowadzone do ukladu reakcyjnego dodatki zostaja pochloniete przez kationit i obnizaja jego aktywnosc katalityczna. Wprowadzenie zas dodatków do surowego lub gotowego produktu daje albo bardzo nieznaczna poprawe barwy, albo jej nie poprawia, a nawet w przypadku zastosowania kwasów szczawiowego, winowego, cytrynowego lub ich soli w podwyzszonej temperaturze powoduje ciemnienie produktu.

W trakcie badan nad zastosowaniem dodatków odbarwiajacych do mieszaniny poreakcyjnej lub alkilowane¬ go fenolu lub dwufenylolopropanu stosunkowo dobry efekt uzyskano w przypadku kwasu podfosforawego lub podfosforynów stwierdzajac pewna nieznaczna poprawe barwy, natomiast znaczna poprawe stabilnosci barwy podczas przechowywania alkilowanych fenoli w podwyzszonych temperaturach i dwufenylolopropanu w stanie stopionym. Zastosowanie w tych przypadkach kwasów dwukarboksylowych, np. kwasu szczawiowego, lub ich soli nie tylko nie dawalo zadnej poprawy barwy, ale przy podgrzaniu powodowalo wyrazne ciemnienie produktu.

Nieoczekiwanie stwierdzono, ze kompozycja dodatków odbarwiajacych o odpowiednim skladzie, zastoso¬ wana w odpowiednich warunkach temperaturowych jest skuteczna w odniesieniu do alkilowanych fenoli i dwufenylolopropanu otrzymywanych wobec silnie kwasnych kationitów.

Istota wynalazku. Wedlug wynalazku, sposób odbarwiania i stabilizacji barwy alkilowanych fenoli otrzymywanych w reakcji fenoli z olefinami wobec silnie kwasnego kationitu typu sulfonowanego kopolimeru styrenu i dwuwinylobenzenu oraz dwufenylolopropanu, otrzymywanego w reakcji fenolu z acetonem wobec tego samego typu kationitu, przez zastosowanie dodatków odbarwiajacych i stabilizujacych barwe polega na tym, ze dwuskladnikowa kompozycje odbarwiajaca, zawierajaca podfosforyn sodu lub potasu albo kwas podfosforowy oraz kwas szczawiowy w stosunku wagowym tych dwu skladników od 1 :5 do 5 :1, dodaje sie do mieszaniny poreakcyjnej po wyprowadzeniu jej ze strefy reakcji lub do alkilowanego fenolu lub do dwufenylolopropanu, w ilosci od 0,01% wag. do 2% wag. w stosunku do mieszaniny poreakcyjnej lub alkilowanego fenolu lub dwufenylolopropanu, a nastepnie calosc podgrzewa do temperatury powyzej 120°C, najkorzystniej do temperatury od 180°C do 220°C, po czym wydziela sie gotowy produkt znanymi sposobami. Stosowanie wiekszej ilosci niz 2% wag. powyzszej kompozycji odbarwiajacej wchodzi takze w zakres wynalazku, jest jednak nieuzasadnione, gdyz nie daje dalszej poprawy i stabilizacji barwy.

Poprawe i stabilizacje barwy uzyskuje sie zarówno w przypadku wprowadzania kompozycji odbarwiajacej do pólproduktów uzyskiwanych po wyprowadzeniu mieszaniny reakcyjnej ze strefy reakcji, w której stosowano kationit, jako katalizator, jak i surowych produktów zawierajacych fenol, a takze w przypadku gotowych produktów.

Wymienione dodatki odbarwiajace pod wplywem ogrzewania czesciowo rozkladaja sie z wydzieleniem lotnych zwiazków, a w odbarwionym produkcie pozostaje osad, który moze byc wydzielony znanymi sposobami.

Korzystne skutki wynalazku. Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest wielokrotnie wiekszy efekt odbarwiania i znaczna poprawa stabilnosci barwy alkilowanych fenoli i dwufenylolopropanu, otrzymywanych wobec silnie kwasnego kationitu typu sulfonowanego kopolimeru styrenu i dwuwinylobenzenu, niz to mozna bylo uzyskac stosujac znane sposoby odbarwiania.100082 3 Przyklady wykonania. Sposób wedlug wynalazku ilustruja nastepujace przyklady odnoszace sie do alkilowanych fenoli i dwufenylolopropanu otrzymanych wobec kationitu „wofatit KPS" jako katalizatora, przy czym przyklady I i VI przedstawiaja dla celów porównawczych, proces prowadzony analogicznie jak w pozostalych przykladach ale bez dodatków odbarwiajacych wedlug wynalazku. Barwa produktów w przykla¬ dach okreslona jest w skali jodowej dla produktów ciemniejszych, nie mieszczacych sie w zakresie 300 jednostek skali Hazena oraz w skali Hazena dla produktów jasniejszych nie mieszczacych sie w skali jodowej. Barwa okolo 250 jednostek w skali Hazena odpowiada w przyblizeniu 1 jednostce w skali jodowej.

Przyklad I. Surowy nonylofenol o skladzie: 4,1% wagowych fenolu, 95,9% wagowych nonylofenolu wraz z produktami ubocznymi o barwie w skali jodowej 12 jednostek, przedestylowano pod próznia 40 mm Hg uzyskujac nonylofenol, o barwie 250 jednostek w skali Hazena i zawartosc wolnego fenolu 0,25% wagowych. Po 3 tygodniowym przechowywaniu tego produktu w butelce szklanej w naslonecznionym miejscu, w temperaturze otoczenia, stwierdzono wyrazne sciemnienie produktu. Barwa jego wyniosla 3 jednostki w skali jodowej.

Przyklad II. Do surowego nonylofenolu wedlug przykladu I dodano 0,1% wagowych mieszaniny podfosforynu sodu i kwasu szczawiowego w stosunku wagowym 1:1. Calosc podgrzano do temperatury 200°C, po ochlodzeniu zmierzono barwe, która wyniosla 5 jednostek w skali jodowej. Nastepnie przedestylowano pod próznia 40 mm Hg uzyskujac nonylofenol o barwie 90 jednostek w skali Hazena i zawartosc wolnego fenolu 0,18% wagowych.

Przykl-ad III. Do surowego nonylofenolu wedlug przykladu I dodano 1,5% wagowych mieszaniny podfosforynu sodu i kwasu szczawiowego w stosunku wagowym 1 :2. Calosc podgrzano do temperatury 220°C i po ochlodzeniu zmierzono barwe, która wyniosla 3 jednostki w skali jodowej. Po przedestylowaniu pod próznia 40 mm Hg uzyskano nonylofenol o barwie 40 jednostek w skali Hazena, zawartosc wolnego fenolu 0,14% wagowych. Produkt ten przechowywano przez 24 godziny w temperaturze 100°C -- po tym okresie barwa wynosila 70 jednostek w skali Hazena. W czasie przechowywania przez 3 tygodnie w naslonecznionym miejscu w szkle, w temperaturze otoczenia stwierdzono zmiane barwy z 40 do 60 jednostek w skali Hazena.

Przyklad IV. Do gotowego nonylofenolu o barwie 250 jednostek Hazena dodano 0,5% wagowych mieszaniny podfosforynu potasu i kwasu szczawiowego w stosunku wagowym 2:1, calosc podgrzano do temperatury 220°C i po odfiltrowaniu osadu ochlodzono i zmierzono barwe — wynosila ona 120 jednostek w skali Hazena. Produkt ten przechowywano w szklanej butelce w temperaturze otoczenia, w naslonecznionym miejscu przez 3 tygodnie. Po tym okresie barwa wyniosla 140jednostek w skali Hazena.

Przyklad V. Do gotowego nonylofenolu o barwie 250 jednostek w skali Hazena dodano 0,5% wagowych mieszaniny kwasów podfosforawego i szczawiowego w stosunku 1:1. Calosc podgrzano do temperatury 220°C, ochlodzono i zmierzono barwe — wynosila ona 130 jednostek w skali Hazena.

Przyklad VI. Z adduktu dwufenylolopropanu z fenolem, zawierajacego okolo 35% wagowych fenolu, wydzielono przez oddestylowanie pod próznia okolo 50 mm Hg i przedmuchanie zywa para wodna dwufenylolopropan, charakteryzujacy sie po stopieniu barwa 8 jednostek skali jodowej, a w stanie stalym szarorózowa i zawartoscia wolnego fenolu okolo 0,5% wagowych. Po przekrystalizowaniu tego dwufenylolopro¬ panu z wodnego roztworu metanolu uzyskano produkt bialy, którego barwa w stanie stopionym wynosila 300 jednostek w skali Hazena.

Przyklad VII. Do adduktu dwufenylolopropanu z fenolem wedlug przykladu VI dodano 0,5% wagowych mieszaniny podfosforynu sodu i kwasu szczawiowego w stosunku 1:1. Calosc podgrzano do 200°C.

Nastepnie z adduktu wydzielono dwufenylolopropan w identycznych warunkach jak w przykladzie VI i otrzy¬ mano produkt bialy, którego barwa wstanie stopionym wynosila 280 jednostek w skali Hazena. Po przekrystalizowaniu tego dwufenylolopropanu z wodnego roztworu metanolu w sposób identyczny jak w przykladzie VI uzyskano produkt o barwie w stanie stopionym 150 jednostek w skali Hazena.

Przyklad VIII. Do dwufenylolopropanu wedlug przykladu VI o barwie szarorózowej, a w stanie stopionym, w temperaturze 160°C, wynoszacej 8 jednostek w skali jodowej, dodano 1,5% wagowych podfosfory¬ nu sodu i kwasu szczawiowego w stosunku wagowym 1 :2. Calosc podgrzano do temperatury 200°C, a nastepnie oznaczono barwe w temperaturze 160°C - wynosila ona 4 jednostki w skali jodowej. Nastepnie dwufenylolopro¬ pan ten przekrystalizowano z wodnego roztworu metanolu w warunkach identycznych jak w przykladach VI i VII uzyskujac produkt o barwie w stanie stopionym 110 jednostek w skali Hazena.4 100 082 do dwufenylolopropanu, w ilosci od 0,01% wag, do 2% wag. w stosunku do mieszaniny poreakcyjnej lub alkilowanego fenolu lub dwufenylolopropanu, a nastepnie calosc podgrzewa do temperatury powyzej 120°, najkorzystniej do temperatury od 180°C do 220°C.

Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+8 Cena 45 zl

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób odbarwiania i stabilizacji barwy alkilowanych fenoli, otrzymywanych w reakcji fenoli z olefinami wobec silnie kwasnego kationitu typu sulfonowanego kopolimeru styrenu i dwuwinylobenzenu, oraz dwufenylo- lopropanu, otrzymywanego w reakcji fenolu z acetonem wobec tego samego typu kationitu, przez zastosowanie dodatków odbarwiajacych i stabilizujacych barwe znamienny tym, ze dwuskladnikowa kompozycje odbarwiajaca, zawierajaca podfosforyn sodu lub potasu albo kwas podfosforawy, oraz kwas szczawiowy w stosunku wagowym tych dwu skladników od 1 :5 do 5 :1 dodaje sie do mieszaniny poreakcyjnej po wyprowadzeniu jej ze strefy reakcji, lub do alkilowanego fenolu lub l*