PL211640B1 - Sposób otrzymywania 2-metyloglicydolu - Google Patents

Sposób otrzymywania 2-metyloglicydolu

Info

Publication number
PL211640B1
PL211640B1 PL381143A PL38114306A PL211640B1 PL 211640 B1 PL211640 B1 PL 211640B1 PL 381143 A PL381143 A PL 381143A PL 38114306 A PL38114306 A PL 38114306A PL 211640 B1 PL211640 B1 PL 211640B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
alcohol
hydrogen peroxide
mcm
methylglycidol
mol
Prior art date
Application number
PL381143A
Other languages
English (en)
Other versions
PL381143A1 (pl
Inventor
Agnieszka Wróblewska
Robert Pełech
Eugeniusz Milchert
Original Assignee
Univ West Pomeranian Szczecin Tech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ West Pomeranian Szczecin Tech filed Critical Univ West Pomeranian Szczecin Tech
Priority to PL381143A priority Critical patent/PL211640B1/pl
Publication of PL381143A1 publication Critical patent/PL381143A1/pl
Publication of PL211640B1 publication Critical patent/PL211640B1/pl

Links

Landscapes

  • Epoxy Compounds (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania 2-metyloglicydolu polegający na epoksydacji alkoholu metallilowego 30-proc. nadtlenkiem wodoru w obecności makroporowatych katalizatorów tytanowo-silikalitowych grupy M41S takich jak Ti-MCM-41 o symetrii heksagonalnej i Ti-MCM-48 o symetrii sześciennej. Sposób ten umoż liwia otrzymywanie 2-metyloglicydolu (2-metylo-1,2-epoksypropanolu), związku o licznych zastosowaniach użytkowych. 2-metyloglicydol stosuje się do modyfikacji własności żywic epoksydowych, do syntezy wielu środków powierzchniowo czynnych, plastyfikatorów, lakierów, klejów, tuszy drukarskich, leków, środków ochrony roślin, barwników.
Znana jest bezchlorowa metoda epoksydowania alkoholu metallilowego do 2-metyloglicydolu za pomocą 80-proc. wodoronadtlenku t-butylu (Ch.Meister, H.Scharf, Liebigs Ann. Chem. 1983, 913) ch3 ch3
I I
CH2=C-CH2OH + (CH3)3COOH CH-Cl-T|ipr>- > CH2-C-CH2OH+ (CH3)3COH D(-) - winian dietylowy \ / ' '
O
Epoksydowanie prowadzi się w chlorku metylenu, w bezwodnym środowisku, w temperaturze -30°C, w ciągu 40 godz. Przebieg procesu przyspieszają katalityczne ilości tetraizopropoksy tytanu Ti(OiPr)4. Użycie dodatkowo stereoselektywnego katalizatora D(-)-winianu dietylenowego pozwala otrzymać D(-)-2-metyloglicydol. Z mieszaniny poreakcyjnej usuwa się tetraizopropoksy tytan przez hydrolizę do izopropanolu i żelu wodorotlenku tytanu. Żel oddziela się przez filtrację a roztwór osusza się na bezwodnym siarczanie magnezu. W roztworze tym znajdują się: alkohol t-butylowy, wodoronadtlenek t-butylu, alkohol metallilowy, izopropanol, chlorek metylenu oraz produkty uboczne epoksydacji jak: 2-metylogliceryna, 3-(2-metyloalliloky)-2-metylo-1,2-propanodiol, polietery 2-metyloglicydolu. Po destylacji otrzymuje się 2-metyloglicydol z wydajnością około 32% mol. W procesie tym powstają znaczne ilości produktów ubocznych. W największych ilościach powstaje alkohol t-butylowy. W praktyce jest to ilość równomolowa w stosunku do wodoronadtlenku-t-butylu. Konieczne jest więc opracowanie metod zagospodarowania tego i pozostałych produktów ubocznych. Realizacja metody wymaga użycia znacznych ilości związków pomocniczych, powodujących powstawanie odpadów. To z kolei tworzy konieczność opracowania metod ich utylizacji. Ten sposób wytwarzania ma znaczenie w procesach preparatywnych oraz w produkcjach małotonażowych.
2-Metyloglicydol otrzymuje się w wyniku epoksydacji alkoholu metallilowego 30-proc. nadtlenkiem wodoru, w obecności acetonitrylu, na katalizatorze tytanowo-silikalitowym TS-1 lub wanadowosilikalitowym VS-1 (P.Kumar, R.Kumar, B.Pandey, Synlett, 1995, 4, 289-91). Na katalizatorze TS-1 tworzy się z selektywnością 70% mol w stosunku do przereagowanego alkoholu metallilowego na VS-1 5% mol. Na obydwu katalizatorach stopień przemiany alkoholu metallilowego nie przekracza kilku procent a ubocznie powstają znaczące ilości 2-metyloakroleiny.
Z aktualnego stanu wiedzy na temat otrzymywania zwią zków epoksydowych wynika moż liwość otrzymywania 2-metyloglicydolu metodą chlorową (Pat.pol. 67 344, 1969 lub pat. USA 2 061 377, 1936 lub K.Szafraniak, J.Myszkowski, A.Z.Zieliński, Przem.Chem. 1970,49, 39-42). Kluczowym półproduktem w tej metodzie jest 2-metyloepichlorohydryna glicerynowa, otrzymywana przez zmydlanie dichlorohydryny glicerynowej (1,3-dichloro-2-metylo-2-propanol + 2,3-dichloro-2-metylo-1-propanol). Dichlorohydrynę otrzymuje się z kolei przez chlorohydroksylowanie chlorku metallilu kwasem chlorowym (I) w postaci wody chlorowej (HOCl in situ). Wymaga to jednak roztworów bardzo rozcieńczonych ze względu słabą rozpuszczalność chlorku metallilu w wodzie, nawet w przypadku zastosowania katalizatorów przeniesienia fazowego. Podczas etapu chlorohydroksylowania powstają znaczne ilości ubocznych chloropochodnych organicznych. Na etapie zmydlania powstaje natomiast rozcieńczony, alkaliczny ściek, zawierający chlorek wapnia i chloropochodne organiczne. Reakcje w procesie otrzymywania 2-metyloepichlorohydryny można zapisać następująco:
ch3 ch3 ch3 1 Cl I HOCI 1 ch2=c-ch3 —CH2=C-CH2CI ► ch2-c-ch2ci
Cl OH
2-MetyloepichIorohydrynę glicerynową uwadnia się następnie do monochlorohydryny 2-metyloglicerynowej. Proces najczęściej prowadzi się w środowisku kwaśnym, w temperaturze około 90°C.
PL 211 640 B1
Monochlorohydrynę odchlorowodorowuje się z kolei do 2-metyloglicydolu. Proces ten prowadzi się 10-12-proc. roztworem wodorotlenku wapnia lub sodu. Zachodzące tu reakcje można zapisać następująco:
W sposobie produkcji 2-metyloglicydolu zużyty chlor odprowadza się ze ściekiem w postaci chlorku wapnia lub sodu oraz w postaci odpadowych chloropochodnych organicznych. Większość chloropochodnych utylizuje się przez spalanie a z niewielkiej ilości wytwarza związki użytkowe. Z tych powodów metoda chlorowa należy do wysoce obciążających środowisko.
Sposób otrzymywania 2-metyloglicydolu według wynalazku polegający na epoksydacji alkoholu metallilowego 30%. nadtlenkiem wodoru charakteryzuje się tym, że proces prowadzi się w obecności makroporowatych katalizatorów tytanowo-silikalitowych Ti-MCM-41 lub Ti-MCM-48 oraz rozpuszczalnika polarnego. Proces prowadzi się podczas intensywnego mieszania w temperaturze 20-120°C, przy stosunku molowym alkoholu metallilowego do nadtlenku wodoru 1:1 do 5:1 w czasie 30 do 300 min. Korzystnie stężenie makroporowatego katalizatora Ti-MCM-41 lub Ti-MCM-48 w mieszaninie reakcyjnej wynosi 0,1 do 5,0% wagowy. Korzystnie jako polarny rozpuszczalnik stosuje się alkohol metylowy w ilości 5 do 90% wagowy. Czas reakcji wpływa na stopień przemiany alkoholu metallilowego i nadtlenku wodoru oraz selektywność przemiany do 2-metyloglicydolu, 2-metyloakroleiny, 2-metylogliceryny, eteru bis(metallilowego) zarówno w odniesieniu do przereagowanego alkoholu metallilowego jak i nadtlenku wodoru. W przypadku makroporowatego katalizatora tytanowosilikalitowego o symetrii heksagonalnej Ti-MCM-41 proces przebiega najefektywniej w kierunku 2-metyloglicydolu w temperatura 20°C, stosunku molowym alkoholu metallilowego do nadtlenku wodoru o stężeniu 30% wagowy około 1:1, stężeniu metanolu jako rozpuszczalnika 80%wagowy, stężeniu katalizatora Ti-MCM-41 0,5% wagowy i czasie reakcji 240 minut. Użycie katalizatora tytanowosilikalitowego o symetrii sześciennej Ti-MCM-48 pozwala otrzymać 2-metyloglicydol z wysoką selektywnością przemiany w odniesieniu do przereagowanego alkoholu metallilowego, przy zadowalającym stopniu przemiany alkoholu metallilowego i nadtlenku wodoru. Po zastosowaniu następujących parametrów technologicznych: temperatura 20°C, stosunek molowy alkoholu metallilowego do nadtlenku wodoru 1:1, stężenie metanolu 5% wag., stężenie katalizatora Ti-MCM-48 około 2% wag., czas reakcji 180 min obok 2-metyloglicydolu powstaje jedynie 2-metyloakroleina.
Zastosowanie nadtlenku wodoru jako czynnika epoksydującego sprawia, że jedynym związkiem powstającym ubocznie w związku z jego przereagowaniem jest woda. Zastosowanie nadtlenku wodoru eliminuje koproduktu, którym w bezchlorowych metodach epoksydowania opartych na organicznych wodoronadtlenkach jest alkohol macierzysty w stosunku do wodoronadtlenku, który wymaga oddzielnego sposobu utylizacji. W porównaniu z metodą chlorową nowy sposób eliminuje powstawania trudnych do zagospodarowania ścieków, zawierających odpadowe chloropochodne organiczne. Jedynym produktem ubocznym nowego sposobu epoksydowania w obecności katalizatora Ti-MCM-41 lub TiMCM-48 jest 2-metyloakroleina. Związek ten ma liczne zastosowania użytkowe. Stosuje się go do otrzymywania kopolimerów z kwasem akrylowym. Kopolimery te stosuje się do stabilizacji twardości wody kotłowej i chłodzącej, jako komponenty środków piorących i czyszczących. Ponadto 2-metyloakroleina może być redukowana do alkoholu metallilowego i zawrócona do procesu epoksydowania. W przypadku katalizatora Ti-MCM-41 ubocznie powstaje 2-metyloakroleina i eter bis(metallilowy). Eter ten znajduje zastosowanie w modyfikacji własności żywic epoksydowych.
Sposób epoksydowania alkoholu metallilowego 30-proc. nadtlenkiem wodoru według wynalazku ilustrują poniższe przykłady wykonania.
P r z y k ł a d I
Do reaktora ciśnieniowego ze stali nierdzewnej 1H18N9T wyłożonego politetrafluoroetylenem wprowadzano 2,007 g alkoholu metallilowego, 2,697 g alkoholu metylowego, 1,007 g nadtlenku wodoru w postaci roztworu o stężeniu 30% wag. i 0,062 g katalizatora Ti-MCM-41. Całkowita pojemność reaktora wynosiła 10 cm3. Szczelnie zamknięty reaktor umieszczano w łaźni olejowej o temperaturze regulowanej termostatem i mieszano przez wytrząsanie. Proces prowadzono w 120°C w ciągu 170 min. Stosunek molowy alkoholu metallilowego do nadtlenku wodoru wynosił 3:1, stężenie katalizatora
PL 211 640 B1
Ti-MCM-41 wynosiło 1,04% wag. w stosunku do składników mieszaniny reakcyjnej, stężenie alkoholu metylowego (rozpuszczalnika) 47,5% wag. Po zakończeniu procesu ochładzano mieszaninę reakcyjną do temperatury otoczenia, ważono w celu ustalenia strat masy reakcyjnej. O ile straty nie przekraczały 4% wag. wykonywano analizy chemiczne. Metodą chromatografii gazowej oznaczano stężenie alkoholu metallilowego, 2-metyloglicydolu, 2-metyloakroleiny, eteru bis(metallilowego), metodą nadjodanową oznaczano stężenie 2-metylogliceryny, metodą jodometryczną stężenie nadtlenku wodoru. W procesie tym selektywność przemiany do 2-metyloglicydolu w odniesieniu do przereagowanego alkoholu metallilowego wynosi 72,7% mol, do 2-metyloakroleiny 8,4% mol, eteru bis(metallilowego) 18,8% mol, 2-metylogliceryny 0,1% mol. Stopień przemiany alkoholu metallilowego wynosi 11,8% mol, nadtlenku wodoru 85,4% mol.
P r z y k ł a d II
Do reaktora ciśnieniowego jak w przykładzie I wprowadzano 1,015 g alkoholu metallilowego, 6,373 g alkoholu metylowego, 1,619 g nadtlenku wodoru o stężeniu 30% wag. i 0,050 g katalizatora Ti-MCM-41. Proces prowadzono w temperaturze 20°C, w czasie 240 min. Stosunek molowy alkoholu metallilowego do nadtlenku wodoru wynosił 1:1, stężenie alkoholu metylowego 70% wag. katalizatora Ti-MCM-41 0,5% wag. W rozpatrywanych warunkach technologicznych selektywność przemiany do 2-metyloglicydolu w odniesieniu do przereagowanego alkoholu metallilowego wynosi 89,8% mol do 2-metyloakroleiny 3,6% mol, do eteru bis(metallilowego) 6,6% mol. Stopień przemiany alkoholu metallilowego wynosi 9,5% mol a nadtlenku wodoru 18,9% mol.
P r z y k ł a d III
Do reaktora jak w przykładzie I wprowadzano 0,502 g alkoholu metallilowego, 0,067 g alkoholu metylowego, 0,802 g nadtlenku wodoru o stężeniu 30% wag., 0,029 g katalizatora Ti-MCM-48. Epoksydowanie prowadzono w temperaturze 20°C w ciągu 180 min. Z podanych ilości reagentów wynika, że stosunek molowy alkoholu metallilowego do nadtlenku wodoru wynosił 1:1, stężenie katalizatora Ti-MCM-48 w stosunku do składników mieszaniny reakcyjnej wynosiło 2% wag. a metanolu 5% wag. W powyższych warunkach technologicznych selektywność przemiany do 2-metyloglicydolu w odniesieniu do przereagowanego alkoholu metallilowego wynosi 75,1% mol, do 2-metyloakroleiny 24,8% mol. W procesie nie tworzy się 2-metylogliceryna i eter bis(metallilowy). Stopień przemiany alkoholu metallilowego wynosi 11,4% mol a nadtlenku wodoru 29,6% mol.
P r z y k ł a d IV
Do reaktora jak w przykładzie I wprowadzano 0,531 g alkoholu metallilowego, 0,071 g alkoholu metylowego, 0,809 g nadtlenku wodoru o stężeniu 30% wag., 0,028 g katalizatora Ti-MCM-48. Epoksydowanie prowadzono w temperaturze 20°C w ciągu 30 min. Z podanych ilości reagentów wynika, że stosunek molowy alkoholu metallilowego do nadtlenku wodoru wynosił 1:1, stężenie katalizatora Ti-MCM-48 w stosunku do składników mieszaniny reakcyjnej wynosiło 2% wag. a metanolu 5% wag. W powyższych warunkach technologicznych selektywność przemiany do 2-metyloglicydolu w odniesieniu do przereagowanego alkoholu metallilowego wynosi 25,0% mol, do 2-metyloakroleiny 75,0% mol. W procesie nie tworzy się 2-metylogliceryna i eter bis(metallilowy). Stopień przemiany alkoholu metallilowego wynosi 5,14% mol a nadtlenku wodoru 18,31% mol.
P r z y k ł a d V
Do reaktora jak w przykładzie I wprowadzano 1,007 g alkoholu metallilowego, 0,147 g alkoholu metylowego, 1,552 g nadtlenku wodoru o stężeniu 30% wag., 0,145 g katalizatora Ti-MCM-48. Epoksydowanie prowadzono w temperaturze 20°C w ciągu 3 godzin. Z podanych ilości reagentów wynika, że stosunek molowy alkoholu metallilowego do nadtlenku wodoru wynosił 1:1, stężenie katalizatora Ti-MCM-48 w stosunku do składników mieszaniny reakcyjnej wynosiło 5% wag. a metanolu 5% wag. W powyż szych warunkach technologicznych selektywność przemiany do 2-metyloglicydolu w odniesieniu do przereagowanego alkoholu metallilowego wynosi 35,8% mol, do 2-metyloakroleiny 10,3% mol, do 2-metylogliceryny 38,5 i do eteru bis(metallilowego) 15,4. Stopień przemiany alkoholu metallilowego wynosi 27,9% mol a nadtlenku wodoru 94,9% mol.
P r z y k ł a d VI
Do reaktora jak w przykładzie I wprowadzano 1,509 g alkoholu metallilowego, 1,348 g alkoholu metylowego, 0,498 g nadtlenku wodoru o stężeniu 30% wag., 0,070 g katalizatora Ti-MCM-48. Epoksydowanie prowadzono w temperaturze 20°C w ciągu 3 godzin. Z podanych ilości reagentów wynika, że stosunek molowy alkoholu metallilowego do nadtlenku wodoru wynosił 5:1, stężenie katalizatora Ti-MCM-48 w stosunku do składników mieszaniny reakcyjnej wynosiło 2% wag. a metanolu 40% wag. W powyższych warunkach technologicznych selektywność przemiany do 2-metyloglicydolu w odniePL 211 640 B1 sieniu do przereagowanego alkoholu metallilowego wynosi 33,3% mol, do 2-metyloakroleiny 50,0% mol, do 2-metylogliceryny 16,7 i do eteru bis(metallilowego) 0,0. Stopień przemiany alkoholu metallilowego wynosi 2,9% mol a nadtlenku wodoru 14,0% mol.

Claims (3)

1. Sposób otrzymywania 2-metyloglicydolu polegający na epoksydacji alkoholu metallilowego 30% nadtlenkiem wodoru, znamienny tym, że proces prowadzi się w obecności makroporowatych katalizatorów tytanowo-silikalitowych Ti-MCM-41 lub Ti-MCM-48 oraz rozpuszczalnika polarnego w temperaturze 20-120°C, przy stosunku molowym alkoholu metallilowego do nadtlenku wodoru 1:1 do 5:1, w czasie 30 do 300 minut.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie makroporowatego katalizatora Ti-MCM-41 lub Ti-MCM-48 w mieszaninie reakcyjnej wynosi 0,1 do 5,0% wagowy.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako polarny rozpuszczalnik stosuje się alkohol metylowy w ilości od 5 do 90% wagowy.
PL381143A 2006-11-24 2006-11-24 Sposób otrzymywania 2-metyloglicydolu PL211640B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL381143A PL211640B1 (pl) 2006-11-24 2006-11-24 Sposób otrzymywania 2-metyloglicydolu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL381143A PL211640B1 (pl) 2006-11-24 2006-11-24 Sposób otrzymywania 2-metyloglicydolu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL381143A1 PL381143A1 (pl) 2008-05-26
PL211640B1 true PL211640B1 (pl) 2012-06-29

Family

ID=43033748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL381143A PL211640B1 (pl) 2006-11-24 2006-11-24 Sposób otrzymywania 2-metyloglicydolu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL211640B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL381143A1 (pl) 2008-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010519237A (ja) エピクロロヒドリンを製造する方法
WO2009016149A2 (en) Process for manufacturing glycidol
KR20120016313A (ko) 분지형 모노카르복시산의 글리시딜 에스테르를 제조하는 방법
JP6149667B2 (ja) スルホニルクロライド化合物類の製造方法
PL211640B1 (pl) Sposób otrzymywania 2-metyloglicydolu
CN121335622A (zh) 砜吡草唑的制备方法
JPS6312048B2 (pl)
JP5347591B2 (ja) 含フッ素エポキシエステルの製造方法
JP2005154340A (ja) エピクロロヒドリン類の製造方法
JP6459709B2 (ja) 3,3−ジフルオロ−2−ヒドロキシプロピオン酸の実用的な製造方法
JP5734124B2 (ja) 1,3−ジヨードヒダントイン類の製造方法
JP4951957B2 (ja) フルフラール類の製造方法
JP2006328011A (ja) 光学活性1,1,1−トリフルオロ−2,3−エポキシプロパンの製造方法
JP2010100546A (ja) オレフィン化合物のエポキシ化方法
JP2007297330A (ja) 2−メチルグリシジル誘導体の製造法
JP5482233B2 (ja) ジアリールジスルフィド化合物の製造方法
KR100466079B1 (ko) 페녹시아세트아미드 유도체의 제조방법
JPWO2005007638A1 (ja) 光学活性ハロヒドリン誘導体およびそれを用いた光学活性エポキシアルコール誘導体の製造法
KR20260003040A (ko) 할로디플루오로벤젠의 제조 방법
JPS5849372A (ja) ヘキサフルオロプロペンオキシドの製法
KR19980080497A (ko) 트리플루오로메틸 옥시란의 향상된 제조방법
CN118164920A (zh) 一种多取代异噁唑啉的合成方法
WO2025053142A1 (ja) ハロゲン化アルカンスルホニルクロリドの製造方法
JP3831801B2 (ja) 芳香族フッ素化合物の製造方法
JP3625028B2 (ja) フルオロアセトンの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LICE Declarations of willingness to grant licence

Free format text: RATE OF LICENCE: 10%

Effective date: 20120124

LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20091124