PL203455B1 - Sposób otrzymywania 1-alliloksy-4-glicydoloksybutanu - Google Patents

Description

Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania 1-alliloksy-4-glicydoloksybutanu. W literaturze brak jest informacji na temat otrzymywania 1-alliloksy-4-glicydoloksybutanu i jego zastosowa n. Tym niemniej tego typu substancje lacz a funkcj e zwi azków allilowych i epoksydowych. Znajduj a one zastosowanie w produkcji polimerów allilowych i epoksydowych a tak ze w modyfikacji w lasno sci innych. W tym ostatnim przypadku stosuje si e je jako komonomery oraz komponenty polie- strów. Zwi azki zawieraj ace grupy allilowe wykorzystuje si e ponadto do otrzymywania monomerów siloksanowych, u zytecznych jako materia ly adhezyjne, szybkoschn ace lakiery, kauczukopodobne pow loki, masy zalewowe do powlekania kabli oraz formy odlewnicze. Epoksydacja jednej grupy allilo- wej w cz asteczce 1,4-bis(alliloksy)butanu dostarcza zwi azku zawieraj acego zarówno grup e allilow a jak i zwi azan a eterowo grup e epoksydow a. Obecno sc dwu reaktywnych grup w cz asteczce 1-alliloksy-4- -glicydoloksybutanu rozszerza mo zliwo sci jego zastosowa n. Zwi azki epoksydowe na bazie eterów allilowych stwarzaj a mo zliwo sci syntezy wielkocz asteczkowych wysokoreaktywnych po lacze n. Stosuje sie je do otrzymywania zywic epoksydowych przydatnych w produkcji farb, lakierów, kompozycji epok- sydowych dla budownictwa i innych przemys lów. Sposób otrzymywania 1-alliloksy-4-glicydoloksybutanu wed lug wynalazku polega na epoksyda- cji 1,4-bis(alliloksy)butanu 30-procentowym nadtlenkiem wodoru w obecno sci katalizatora przeniesie- nia fazowego, katalizatora epoksydacji oraz aprotonowego rozpuszczalnika. Proces prowadzi si e w zakresie temperatur 20÷60°C przy stosunku molowym H 2 O 2 do 1,4-bis(alliloksy)butanu 2:1 do 4:1, w czasie 1 do 3 godz. Mieszanin e poreakcyjn a rozdziela si e na dwie fazy: wodn a i organiczn a, przy czym faz e organiczn a poddaje si e destylacji pró zniowej. Korzystnie jako katalizator przeniesienia fazowego stosuje si e czwartorz edow a sól amoniow a, na przyk lad chlorek metylotrioktyloamoniowy w ilo sci 2% mol. w stosunku do substratu organicznego. Korzystnie jako katalizator epoksydacji stosuje si e asocjaty zawieraj ace jony wolframinowe i fosforanowe na przyk lad dwuwodny wolframin sodu i 40% kwas o-fosforowy. Mo zna tak ze stosowa c jako katalizator epoksydacji heteropolikwasy w ilo sci 1·10 -3 ÷6·10 -4 % mol. w stosunku do 1,4-bis(alliloksy)butanu, na przyk lad heteropolikwas wolframofosforowy (H 3 PW 12 O 40 ) lub fosforowolframowy lub fosforomolibdenowy. Jako rozpuszczalnik stosuje si e korzystnie chloroform. Udzia l chloroformu w mieszaninie reakcyjnej powinien wynosi c 240% wagowych w stosunku do 1,4- -bis(alliloksy)butanu. 1,4-bis(alliloksy)butan przereagowuje z wysok a selektywno scia do 1-alliloksy-4- -glicydoloksybutanu. W niewielkich ilo sciach tworzy si e równie z 1,4-bis(glicydoloksy)butan. Wydajno sc przemiany do 1-alliloksy-4-glicydoloksybutanu wynosi 45% wagowych. Po zako nczeniu procesu epok- sydacji nast epuje rozdzia l mieszaniny reakcyjnej na faz e wodn a i organiczn a. W fazie organicznej wraz z rozpuszczalnikiem, znajduje si e 1-alliloksy-4-glicydoloksybutan, 1,4-bis(glicydoloksy)-butan oraz katali- zator przeniesienia fazowego. W warstwie wodnej znajduje si e uk lad asocjatów (dwuwodny wolfra- mian sodu i 40-proc. kwas o-fosforowy) lub heteropolikwas, które mo zna zastosowa c ponownie jako katalizatory epoksydacji. Wyodr ebnianie 1-alliloksy-4-glicydoloksybutanu z roztworu poreakcyjnego prowadzi si e po uprzednim oddzieleniu od fazy wodnej. W tym celu warstw e organiczn a mieszaniny poreakcyjnej poddaje si e destylacji pró zniowej. W temperaturze 94°C pod ci snieniem 4 mmHg odde- stylowuje si e czysty 1-alliloksy-4-glicydoloksybutan. 1,4-bis(glicydoloksy)butan oddestylowuje w 156°C pod ci snieniem 1 mmHg. Zalet a sposobu wed lug wynalazku jest brak odpadów organicznych. Jedynym zwi azkiem, który tworzy si e obok 1-alliloksy-4-glicydoloksybutanu, jest 1,4-bis(glicydoloksy)butan, zwi azek o w lasno- sciach u zytkowych. Epoksyzwi azki na bazie eterów allilowych stwarzaj a mo zliwo sci otrzymania wyso- ce reaktywnych po lacze n równie z o znaczeniu przemys lowym. Obok grupy glicydolowej zawieraj a grup e eterow a i allilow a. Etery allilowe znalaz ly zastosowanie jako inicjatory zw laszcza w produkcji lakierów o wysokiej twardo sci i odporno sci na dzia lanie rozpuszczalników. Mo zna stosowa c je do mo- dyfikacji w lasno sci innych polimerów. Stosuje si e je w wytwarzaniu schn acych na powietrzu zywic poliestrowych i pow lok ochronnych, a tak ze w lókien odznaczaj acych si e dobr a podatno sci a na bar- wienie. Cz asteczka 1-alliloksy-4-glicydoloksybutanu zawieraj aca zarówno grup e allilow a jak i epoksy- dow a stwarza mo zliwo sc szerokiego zastosowania w wielu ga leziach przemys lu. Nowy zwi azek, uzy- skany sposobem wed lug wynalazku znacznie rozszerza mo zliwo sci produkcyjne zywic epoksydowych i polimerów allilowych. Sposób otrzymywania 1-alliloksy-4-glicydoloksybutanu wed lug wynalazku ilustruj a poni zsze przy- k lady.PL 203 455 B1 3 P r z y k l a d I W szklanym reaktorze umieszczonym w lazni olejowej o temperaturze 50°C, zaopatrzonym w mieszad lo magnetyczne, termometr i ch lodnic e zwrotn a umieszczono 0,875 mmola dwuwodnego wolframianu sodu i 1,65 mmola 40-proc. kwasu o-fosforowego, po czym dodano 36 mmol nadtlenku wodoru w postaci 30-proc. roztworu wodnego, 5 ml rozpuszczalnika pomocniczego-chloroformu, 18 mmoli 1,4-bis(alliloksy)butanu oraz 0,35 mmola katalizatora przeniesienia fazowego w postaci chlorku metylotrioktyloamoniowego. Reakcj e prowadzono 2 godziny od momentu dodania katalizatora prze- niesienia fazowego. Po tym czasie warstw e wodn a oddzielono od organicznej. Warstw e organiczn a poddawano destylacji, odbieraj ac przedgon w postaci wprowadzonego rozpuszczalnika-chloroformu, oraz czysty 1-alliloksy-4-glicydoloksybutan w temperaturze 94°C pod ci snieniem 4 mmHg oraz 1,4- -bis(glicydoloksy)butan w temperaturze 156°C pod ci snieniem 1 mmHg. W warunkach tych wydajno sc 1-alliloksy-4-glicydoloksybutanu wynosi 33% wag., konwersja 1,4-bis(alliloksy)butanu 70% wag., na- tomiast konwersja nadtlenku wodoru 67% wag. P r z y k l a d II Proces jak w przyk ladzie I powtórzono przy zastosowaniu kwasu wolframofosforowego w ilo sci 6·10 -4 % mol. w stosunku do 1,4-bis(alliloksy)butanu. Na 18 mmoli 1,4-bis(alliloksy)butanu u zyto 72 mmole nadtlenku wodoru w postaci 30-proc. roztworu wodnego. Katalizator przeniesienia fazowego oraz pomocniczy rozpuszczalnik-chloroform u zyto w ilo sciach podanych w przyk ladzie I. Proces pro- wadzono w temperaturze 50°C, pod ci snieniem atmosferycznym w czasie 2 godz. W warunkach tych wydajno sc 1-alliloksy-4-glicydoloksybutanu wynios la 37% wag., konwersja 1,4-bis(alliloksy)butanu wynios la 40% wag., konwersja nadtlenku wodoru 62% wag. PL

Claims (7)

1. Zastrze zenia patentowe 1. Sposób otrzymywania 1-alliloksy-4-glicydoloksybutanu, znamienny tym, ze prowadzi si e epoksydacj e 1,4-bis(alliloksy)butanu 30-procentowym nadtlenkiem wodoru w obecno sci katalizatora przeniesienia fazowego, katalizatora epoksydacji oraz aprotonowego rozpuszczalnika, przy czym pro- ces prowadzi si e w zakresie temperatur 20÷60°C przy stosunku molowym H 2 O 2 do 1,4-bis-(alliloksy)- butanu 2:1 do 4:1, w czasie 1 do 3 godzin, po czym mieszanin e poreakcyjn a rozdziela si e na dwie fazy: wodn a i organiczn a przy czym faz e organiczn a poddaje si e destylacji pró zniowej.
2. 2. Sposób wed lug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako katalizator przeniesienia fazowego stosu- je si e czwartorz edow a sól amoniow a korzystnie chlorek metylotrioktyloamoniowy w ilo sci 2% mol. w stosunku do substratu organicznego.
3. 3. Sposób wed lug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako katalizator epoksydacji stosuje si e asocja- ty zawieraj ace jony wolframinowe i fosforanowe.
4. 4. Sposób wed lug zastrz. 3, znamienny tym, ze jako asocjaty stosuje si e dwuwodny wolframin sodu i 40% kwas o-fosforowy.
5. 5. Sposób wed lug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako katalizator epoksydacji stosuje si e hete- ropolikwasy w ilo sci 1·10 -3 ÷6·10 -4 % mol. w stosunku do 1,4-bis(alliloksy)butanu.
6. 6. Sposób wed lug zastrz. 5, znamienny tym, ze jako heteropolikwas stosuje si e heteropolikwas wolframofosforowy (H 3 PW 12 O 40 ) lub fosforowolframowy lub fosforomolibdenowy.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako rozpuszczalnik stosuje si e chloroform w ilo sci 240% wagowych w stosunku do 1,4-bis(alliloksy)butanu.PL 203 455 B1 4 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 z l. PL