PL213816B1 - Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego - Google Patents

Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego

Info

Publication number
PL213816B1
PL213816B1 PL388615A PL38861509A PL213816B1 PL 213816 B1 PL213816 B1 PL 213816B1 PL 388615 A PL388615 A PL 388615A PL 38861509 A PL38861509 A PL 38861509A PL 213816 B1 PL213816 B1 PL 213816B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
allyl alcohol
hydrogen peroxide
catalyst
glycidol
epoxidation
Prior art date
Application number
PL388615A
Other languages
English (en)
Inventor
Agnieszka Wróblewska
Eugeniusz Milchert
Anna Fajdek
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 PL388615A priority Critical patent/PL213816B1/pl
Publication of PL213816B1 publication Critical patent/PL213816B1/pl

Links

Landscapes

  • Epoxy Compounds (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania glicydolu (2,3-epoksypropan-1-olu) polegający na epoksydacji alkoholu allilowego 30% nadtlenkiem wodoru w obecności metanolu jako rozpuszczalnika polarnego.
Glicydol jest ważnym monomerem i półproduktem w syntezie środków powierzchniowo czynnych stosowanych w preparatach kosmetycznych do nawilżania i oczyszczania skóry, szamponach do włosów, pastach do zębów, detergentach do prania i środkach dezynfekujących. Preparaty otrzymane z jego udziałem to również emulgatory spożywcze, stosowane do produkcji masła roślinnego, lodów i margaryn. Inne zastosowania glicydolu to plastyfikatory, barwniki do tkanin, związki fotochemiczne, kauczuki, lakiery i tworzywa sztuczne. W reakcji z tlenkiem etylenu otrzymuje się kopolimery blokowe, pęczniejące pod wpływem wody i metanolu. Glicydol stosuje się także w syntezie wielu związków biologicznie aktywnych, które pierwotnie otrzymywano z organizmów żywych (alg, grzybów). Jednym z najważniejszych zastosowań glicydolu jest synteza leków przeciwwirusowych i przeciwbólowych. Szczególnie ważną grupą leków przeciwwirusowych stanowią związki aktywne w zwalczaniu wirusa HIV.
Dotychczasowe metody otrzymywania glicydolu można podzielić na dwie grupy: metody chlorowe i bezchlorowe. Przemysłowo aktualnie związek ten produkuje się dwiema metodami chlorowymi. Jedna z nich polega na chlorohydroksylowaniu alkoholu allilowego do monochlorohydryny glicerynowej (2-chloro-1,3-propandiol i 1-chloro-2,3-propandiol) i jej odchlorowodorowaniu mlekiem wapiennym do 2,3-epoksypropan-1-olu. Według drugiej metody chlorek allilu chlorohydroksyluje się do dichlorohydryny glicerynowej (2,3-dichloro-1-propanol i 1,3-dichloro-2-propandiol). Otrzymany półprodukt odchlorowodorowuje się roztworem mleka wapiennego do epichlorohydryny glicerynowej. Po wyodrębnieniu epichlorohydryny glicerynowej poddaje się ją uwodnieniu do monochlorohydryny glicerynowej i dalej postępuje jak w metodzie pierwszej. W obydwu metodach zużywa się znaczne ilości chloru, ponadto powstają duże ilości ścieków, które zawierają chlorek wapnia, wodorotlenek wapnia i chloropochodne organiczne. Ścieki z tych procesów znacznie obciążają środowisko. Większe znaczenie mają obecnie bezchlorowe metody otrzymywania glicydolu. W pierwszej z nich surowcem jest alkohol allilowy a czynnikami epoksydującymi organiczne nadkwasy (nadoctowy, nadmrówkowy, nadpropionowy), w drugiej wodoronadtlenki (t-butylu, czy etylobenzenu) lub nadtlenek wodoru. W procesie z użyciem nadkwasów zachodzi konieczność zagospodarowania znacznych ilości koproduktów w postaci kwasów karboksylowych a także mniejszych ilości glikoli, mono- i diestrów glikoli. Ograniczeniem w stosowaniu procesów wykorzystujących wodoronadtlenki organiczne jest to, że są one źródłem dużych ilości alkoholi powstających z wodoronadtlenków, które trudno jest zagospodarować. Z tych powodów do epoksydowań prowadzonych w małej skali stosuje się roztwory wodne nadtlenku wodoru. Niska cena i brak produktów ubocznych związanych z użyciem nadtlenku stanowią dodatkowy atut tego sposobu. Jedynym produktem ubocznym związanym z użyciem nadtlenku wodoru jest woda. W procesie epoksydacji alkoholu allilowego do 2,3-epoksypropan-1-olu 30% nadtlenkiem wodoru, w obecności homogenicznego katalizatora kwasu wolframowego, tworzy się właściwy katalizator w postaci kwasu nadwolframowego lub jego soli jedno- lub dwusodowej. Wyjściowym składnikiem katalizatora jest wolframian lub wodorowolframian sodu lub kwas wolframowy. Ze względu na cenę i ochronę środowiska konieczne jest odzyskiwanie katalizatora, regeneracja i ponowne kierowanie do procesu. Odzyskiwanie katalizatora jest jednak kosztowne, wymaga długiego procesu technologicznego i stwarza wiele problemów związanych z jego aktywnością.
Z polskiego zgłoszenia patentowego nr P 381142 znany jest sposób otrzymywania glicydolu polegający na epoksydacji alkoholu allilowego za pomocą 30% nadtlenku wodoru w obecności metanolu jako rozpuszczalnika charakteryzujący się tym, że epoksydację prowadzi się w obecności katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-MCM-41, w temperaturze 20 do 60°C, pod ciśnieniem wynikającym z prężności par składników w danej temperaturze, przy stosunku molowym alkoholu allilowego do nadtlenku wodoru od 1:1 do 4:1, stężeniu katalizatora od 0,5 do 2,0% wag., w czasie 0,5 do 2,0 godz.
Z polskiego zgłoszenia patentowego 381838 znany jest sposób wydzielania glicydolu z mieszaniny poreakcyjnej po epoksydacji alkoholu allilowego 30% nadtlenkiem wodoru w obecności katalizatorów heterogenicznych takich jak mikroporowate katalizatory tytanowo-silikalitowe TS-1, TS-2, Ti-Beta lub makroporowate jak Ti-MCM-41, Ti-MCM-48 polegający na tym, że z roztworu poreakcyjnego odfiltrowuje się heterogeniczny katalizator i z otrzymanego roztworu oddestylowuje się kolejno: w pierwszej kolumnie destylacyjnej - metanol, a w drugiej kolumnie destylacyjnej - azeotrop
PL 213 816 B1 alkohol allilowy-woda zanieczyszczony związkami karbonylowymi, następnie w trzeciej kolumnie destylacyjnej oddziela się związki karbonylowe i oczyszczony azeotrop zawraca się do procesu epoksydacji. Niedogon z drugiej kolumny poddaje się próżniowej destylacji cienkowarstwowej w aparacie cienkowarstwowym, gdzie oddziela się glicydol i wodę od związków wysokowrzących, po czym roztwór glicydolu w wodzie poddaje się destylacji próżniowej w kolumnie osuszania glicydolu, a zawodniony glicydol odprowadza z jednej z półek kolumny osuszania i wprowadza na zasilanie kolumny oczyszczania glicydolu gdzie odbiera handlowy glicydol na jednej z niżej położonych półek kolumny oczyszczania.
Sposób otrzymywania glicydolu według wynalazku polegający na epoksydacji alkoholu allilowego za pomocą 30% nadtlenku wodoru w obecności metanolu jako rozpuszczalnika oraz katalizatora tytanowo-silikalitowego charakteryzuje się tym, że stosuje się katalizator tytanowo-silikalitowy Ti-MWW, przy czym epoksydację prowadzi się przy różnych szybkościach mieszania mieszaniny reakcyjnej. Stężenie katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-MWW w mieszaninie reakcyjnej wynosi od 0,1% wag. do 5% wagowych. Proces prowadzi się pod ciśnieniem atmosferycznym w temperaturze 20-60°C, przy szybkości mieszania 200-1000 obr./min., zaś w przypadku gdy proces prowadzi się pod zwiększonym ciśnieniem, wynikającym z prężności par składników tworzących mieszaninę reakcyjną (autogenicznym), w temperaturze 20-120, przy szybkości mieszania 200-400 obr./min. Szybkość mieszania jest istotnym parametrem dla przebiegu procesu epoksydacji, ponieważ w istotny sposób wpływa na dyfuzję reagentów do powierzchni katalizatora, a w konsekwencji na selektywność produktów i konwersję surowców. Proces epoksydacji prowadzi, przy stosunku molowym alkoholu allilowego do 30% nadtlenku wodoru 1:1-5:1, w czasie od 15 min do 300 min. Korzystnie stosuje się metanol jako polarny rozpuszczalnik w takiej ilości aby jego stężenie w mieszaninie reakcyjnej wynosiło od 5% wag. do 90% wagowych. Czas reakcji wpływa na stopień przemiany (konwersję) alkoholu allilowego i nadtlenku wodoru oraz selektywność przemiany do 2,3-epoksypropan-1-olu w odniesieniu do przereagowanego alkoholu allilowego. Najwyższą konwersję nadtlenku wodoru, alkoholu allilowego i selektywność przemiany do 2,3-epoksypropan-1-olu uzyskuje się prowadząc proces w ciągu 30-60 min.
Zaletą sposobu według wynalazku w stosunku do dotychczasowych metod jest znaczne skrócenie czasu reakcji oraz ograniczenie powstawania produktów ubocznych. Zastosowanie nadtlenku wodoru eliminuje produkty uboczne powstające w metodach opartych na wodoronadtlenku t-butylu, zwłaszcza alkohol t-butylowy. Jedynym produktem przemiany z użyciem nadtlenku wodoru jest woda. Proponowana technologia jest przykładem nowych trendów we współczesnej technologii organicznej. Jest to technologia spełniająca wymogi „zielonej chemii i mieści się w grupie procesów niskotonażowych. Użycie katalizatora tytanowo-silikalitowego eliminuje etapy pośrednie reakcji. Katalizator można łatwo oddzielić i zregenerować, przez co można go stosować wielokrotnie w procesie epoksydacji. Katalizatory te są bezpieczniejsze i nie powodują korozji aparatury. Surowce w postaci alkoholu allilowego i metanolu odzyskuje się przez destylację i zawraca do procesu.
Sposób według wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania przedstawiają poniższe przekłady.
P r z y k ł a d I
Do szklanego reaktora wprowadzano 0,150 g katalizatora Ti-MWW, 0,5 g alkoholu allilowego, 5,902 g alkoholu metylowego i 1,0 g nadtlenku wodoru o stężeniu 3% wag. Epoksydowanie prowadzono w temperaturze 20°C w ciągu 5h, stosując szybkość mieszania 500 obr./min. Stosunek molowy alkoholu allilowego do nadtlenku wodoru wynosił 1:1, stężenie katalizatora Ti-MWW 3% wag. a metanolu 40% wag. W powyższych warunkach technologicznych selektywność przemiany do 2,3-epoksypropan-1-olu w odniesieniu do przereagowanego alkoholu allilowego wynosi 47% mol, konwersja alkoholu allilowego 74% mol a nadtlenku wodoru 72% mol. Po zakończeniu procesu metodą chromatografii gazowej oznaczono stężenie 2,3-epoksypropan-1-olu, eteru bis(allilowego) oraz eteru allilowoglicydolowego. Metodą jodometryczną oznaczono stężenie nadtlenku wodoru, natomiast potencjometrycznie określono zawartość gliceryny. Konwersję każdego z surowców obliczano z ilości oznaczonych metodami analitycznymi w stosunku do wprowadzonych do procesu.
P r z y k ł a d II
Do autoklawu ze stali kwasoodpornej wprowadzano 0,003 g katalizatora Ti-MWW, 0,116 g alkoholu allilowego, 0,19 g nadtlenku wodoru w postaci roztworu o stężeniu 30% wag. i 2,633 g alkoholu metylowego. Proces prowadzono w temperaturze 20°C w ciągu 3h podczas mieszania z szybkością 350 obr./min. Stosunek molowy alkoholu allilowego do nadtlenku wodoru wynosił 1:1, stężenie katali4
PL 213 816 B1 zatora 3% wag., stężenie rozpuszczalnika (alkoholu metylowego) 40% wag. Zastosowanie wymienionych parametrów technologicznych pozwala uzyskać selektywność przemiany do 2,3-epoksypropan1-olu w odniesieniu do przereagowanego alkoholu allilowego 53% mol. Konwersja alkoholu allilowego 91% mol i nadtlenku wodoru 83% mol.
P r z y k ł a d III
Do szklanego reaktora z intensywnym mieszaniem jak w przykładzie I wprowadzono 0,155 g katalizatora Ti-MWW, 0,505 g alkoholu allilowego, 5,928 g alkoholu metylowego, 0,982 g około 30% nadtlenku wodoru. Stosunek molowy alkoholu allilowego do nadtlenku wodoru wynosił 1:1, stężenie katalizatora 1% wag., a metanolu 80% wag. Proces prowadzono w temperaturze 30°C, w czasie 5h i z szybkością mieszania 500 obr/min. Selektywność przemiany do 2,3-epoksypropan-1-olu w odniesieniu do zużytego alkoholu allilowego wynosiła 44% mol, konwersja alkoholu allilowego 74% mol a nadtlenku wodoru 76% mol.
P r z y k ł a d IV
Do reaktora ciśnieniowego zanurzonego w ramieniu wytrząsarki w celu intensyfikacji mieszania jak w przykładzie II wprowadzono 0,093 g katalizatora, 0,115 g alkoholu allilowego, 2,633 g alkoholu metylowego, 0,212 g nadtlenku wodoru. Epoksydowanie prowadzono pod ciśnieniem autogenicznym w temperaturze 60°C w ciągu 3h i stosując szybkość mieszania 350 obr./min. Stosunek molowy alkoholu allilowego do nadtlenku wodoru wynosił 1:1, stężenie katalizatora Ti-MWW około 4% wag. a metanolu 90% wag. W powyższych warunkach technologicznych selektywność przemiany do 2,3-epoksypropan-1-olu w odniesieniu do przereagowanego alkoholu allilowego osiągała wartość 50% mol, konwersja alkoholu allilowego 97% mol a nadtlenku wodoru 81% mol.
P r z y k ł a d V
Do szklanego reaktora jak w przykładzie I wprowadzono 0,380g katalizatora Ti-MWW, 0,491 g alkoholu allilowego, 5,895 g alkoholu metylowego, 0,988 g nadtlenku wodoru. Epoksydowanie prowadzono w temperaturze 60°C w ciągu 3h i stosując szybkość mieszania 500 obr./min. Stosunek molowy alkoholu allilowego do nadtlenku wodoru wynosił 3:1, stężenie katalizatora Ti-MWW 5% wag., a metanolu 40% wag. Zastosowanie wymienionych parametrów technologicznych pozwala uzyskać selektywność przemiany do 2,3-epoksypropan-1-olu w odniesieniu do przereagowanego alkoholu allilowego 68% mol, konwersję alkoholu allilowego 83%o mol i nadtlenku wodoru 86% mol.
P r z y k ł a d VI
Do reaktora ciśnieniowego jak w przykładzie II wprowadzono 0,105 g katalizatora Ti-MWW, 1,03 g alkoholu allilowego, 1,937 g nadtlenku wodoru w postaci roztworu o stężeniu 30% wag. i 1,953 g metanolu. Epoksydowanie prowadzono pod ciśnieniem autogenicznym w temperaturze 1000°C w ciągu 5h i z szybkością mieszania 350 obr./min. Z podanych ilości reagentów wynika, że stosunek molowy alkoholu allilowego do nadtlenku wodoru wynosił 1:1, stężenie katalizatora Ti-MWW około 5% wag. a metanolu 40% wag. W powyższych warunkach technologicznych selektywność przemiany do 2,3-epoksypropan-1-olu w odniesieniu do przereagowanego alkoholu allilowego wynosiła 20% mol, konwersja alkoholu allilowego 52% mol, a konwersja nadtlenku wodoru 47% mol.

Claims (6)

1. Sposób otrzymywania glicydolu polegający na epoksydacji alkoholu allilowego za pomocą 30% nadtlenku wodoru w obecności metanolu jako rozpuszczalnika oraz katalizatora tytanowo-silikalitowego, znamienny tym, że stosuje się katalizator tytanowo-silikalitowy Ti-MWW, przy czym epoksydację prowadzi się przy różnych szybkościach mieszania mieszaniny reakcyjnej.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-MWW w mieszaninie reakcyjnej wynosi od 0,1% wag. do 5% wag.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się pod ciśnieniem atmosferycznym w temperaturze 20-60°C, przy szybkości mieszania 200-1000 obr./min.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się pod zwiększonym ciśnieniem, wynikającym z prężności par składników tworzących mieszaninę reakcyjną, w temperaturze 20-120, przy szybkości mieszania 200-400 obr./min.
PL 213 816 B1
5. Sposób wg zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się przy stosunku molowym alkoholu allilowego do 30% nadtlenku wodoru 1:1-5:1, w czasie od 15 min do 300 min.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się metanol w takiej ilości aby jego stężenie w mieszaninie reakcyjnej wynosiło od 5% wag. do 90% wag.
PL388615A 2009-07-24 2009-07-24 Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego PL213816B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL388615A PL213816B1 (pl) 2009-07-24 2009-07-24 Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL388615A PL213816B1 (pl) 2009-07-24 2009-07-24 Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL213816B1 true PL213816B1 (pl) 2013-05-31

Family

ID=48522838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL388615A PL213816B1 (pl) 2009-07-24 2009-07-24 Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL213816B1 (pl)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI325417B (en) Method of preparing dichloropropanols from glycerine
US8735613B2 (en) Process for the manufacture of propylene oxide
US8236975B2 (en) Process for the conversion of a crude glycerol, crude mixtures of naturally derived multicomponent aliphatic hydrocarbons or esters thereof to a chlorohydrin
WO2009016149A2 (en) Process for manufacturing glycidol
EP2321293B1 (en) Process for producing epoxides
PL213816B1 (pl) Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego
EP2594549B1 (en) Method for preparing a composition of chlorohydrins
EP2589585B1 (en) Method for preparing chlorohydrins and method for preparing epichlorohydrin using chlorohydrins prepared thereby
PL213814B1 (pl) Sposób otrzymywania glicydolu
US9067845B2 (en) Process for hydrochlorination of multihydroxylated aliphatic hydrocarbons
PL213815B1 (pl) Sposób otrzymywania glicydolu
RU2628801C1 (ru) Способ получения эпихлоргидрина
PL211638B1 (pl) Sposób otrzymywania glicydolu
PL213849B1 (pl) Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego
JP2010100546A (ja) オレフィン化合物のエポキシ化方法
PL210941B1 (pl) Sposób wydzielania glicydolu z mieszanin po epoksydacji alkoholu allilowego 30-proc. nadtlenkiem wodoru
KR20190056764A (ko) 고순도 1,2-옥탄디올의 제조방법
EP3169657B1 (en) Process for the production of chlorohydrins from glycerol and acyl chlorides
JP2008007463A (ja) 1,2−アルカンジオールの製造法
PL221650B1 (pl) Sposób wydzielania glicydolu po procesie epoksydacji alkoholu allilowego
CN120081803A (zh) 一种1,2-环氧化合物的合成方法
CN105461660A (zh) 一种制备1,2-环氧环戊烷的方法
TH120069A (th) การผลิตอีพิคลอโรไฮดริน
TH72391B (th) การผลิตอีพิคลอโรไฮดริน
PL210949B1 (pl) Sposób wyodrębniania 2-metyloepichlorohydryny

Legal Events

Date Code Title Description
LICE Declarations of willingness to grant licence

Free format text: RATE OF LICENCE: 10%

Effective date: 20121221

LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20120724