PL213849B1 - Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego - Google Patents

Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego

Info

Publication number
PL213849B1
PL213849B1 PL392691A PL39269110A PL213849B1 PL 213849 B1 PL213849 B1 PL 213849B1 PL 392691 A PL392691 A PL 392691A PL 39269110 A PL39269110 A PL 39269110A PL 213849 B1 PL213849 B1 PL 213849B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
allyl alcohol
hydrogen peroxide
catalyst
glycidol
concentration
Prior art date
Application number
PL392691A
Other languages
English (en)
Other versions
PL392691A1 (pl
Inventor
Agnieszka Wróblewska
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 PL392691A priority Critical patent/PL213849B1/pl
Publication of PL392691A1 publication Critical patent/PL392691A1/pl
Publication of PL213849B1 publication Critical patent/PL213849B1/pl

Links

Landscapes

  • Epoxy Compounds (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania glicydolu (2,3-epoksypropan-1-olu) polegający na epoksydacji alkoholu allilowego za pomocą 30% nadtlenku wodoru w obecności katalizatora tytanowo-silikalitowego oraz rozpuszczalnika polarnego, pod ciśnieniem atmosferycznym.
Glicydol jest związkiem bardzo reaktywnym ze względu na obecność dwóch grup funkcyjnych. Jest on 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 jest również używany w produkcji środków farmaceutycznych. Szczególną uwagę zwraca zastosowanie tego związku do syntezy bardzo ważnych leków kardiologicznych, które obniżają ciśnienie krwi przywracają rytmiczność pracy serca (leki antyarytmiczne) i poprawiają ogólną pracę mięśnia sercowego. Przemysłowo glicydol 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 glicydolu. 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, 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, etylobenzenu, kumenu) 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. Proces zużywający wodoronadtlenki organiczne jest źródłem dużych ilości alkoholi macierzystych w stosunku do wodoronadtlenków. 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 glicydolu 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. Znany jest z polskiego zgłoszenia patentowego P 381142 sposób otrzymywania glicydolu polegający na epoksydacji alkoholu allilowego za pomocą 30% nadtlenku wodoru w obecności metanolu, jako rozpuszczalnika oraz katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-MCM-41. Proces prowadzi się w autoklawie, 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. Ze zgłoszenia patentowego P 388615 znany jest proces otrzymywania glicydolu polegający na epoksydacji alkoholu allilowego za pomocą 30% nadtlenku wodoru w obecności metanolu, jako rozpuszczalnika oraz katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-MWW, pod ciśnieniem atmosferycznym w aparaturze szklanej lub pod ciśnieniem wynikającym z prężności par i udziałów ilościowych składników tworzących mieszaninę reakcyjną (autogenicznym) w autoklawie. Proces pod ciśnieniem atmosferycznym prowadzi się w temperaturze 20-60°C przy szybkości mieszania 200-1000 rpm/min lub w temperaturze 20-120°C przy szybkości mieszania 200-400 rpm/min, przy stosunku molowym alkohol allilowy/H2O2 1:1 do 5:1 i w czasie od 15 min do 300 min. Stężenie katalizatora Ti-MWW w mieszaninie reakcyjnej wynosi 0,1 do 5,0% wag.
PL 213 849 B1
W procesie stosuje się polarny rozpuszczalnik - alkohol metylowy, w ilości 5 do 90% wag. Czas reakcji wpływa na stopień przemiany (konwersję) alkoholu allilowego i nadtlenku wodoru oraz selektywność przemiany do glicydolu w odniesieniu do przereagowanego alkoholu allilowego. Najwyższą konwersję nadtlenku wodoru, alkoholu allilowego i selektywność przemiany do glicydolu uzyskano prowadząc proces w ciągu 30-60 min. Ze zgłoszenia patentowego P 390811 znany jest sposób otrzymywania glicydolu w wyniku epoksydacji alkoholu allilowego za pomocą 30% nadtlenku wodoru w obecności katalizatora tytanowo-silikalitowego TS-1 oraz rozpuszczalnika polarnego - metanolu. Proces ten prowadzi się pod ciśnieniem atmosferycznym w reaktorze szklanym, w temperaturze 20-60°C. stosując stężenie katalizatora od 0 do 5% wag. Surowce dodaje się w następującej kolejności: alkohol allilowy, rozpuszczalnik i katalizator dodaje się do reaktora, zaś 30% nadtlenek wodoru wkrapla się w temperaturze reakcji z szybkością 1 kropla na sekundę. Proces prowadzi się w czasie od 5 do 300 min. przy szybkości mieszania od 0 do 500 rpm/min i przy stosunku molowym alkohol allilowy/nadtlenek wodoru 1:1 - 5:1. W zgłoszeniu patentowym P 390 812 opisano sposób otrzymywania glicydolu w wyniku epoksydacji alkoholu allilowego w obecności katalizatora tytanowo-silikalitowego TS-2 oraz rozpuszczalnika protonowego - metanolu. Proces był prowadzony pod ciśnieniem atmosferycznym w reaktorze szklanym. Zakresy zmian badanych parametrów technologicznych były następujące: temperatura 20-60°C, stosunek molowy alkohol allilowy/nadtlenek wodoru od 1:1 do 5:1, stężenie rozpuszczalnika 5-90% wag. stężenie katalizatora 0-5% wag, czas reakcji 5-300 min i szybkość mieszania 0-500 rpm/min.
Sposób otrzymywania glicydolu polegający na epoksydacji alkoholu allilowego za pomocą 30% nadtlenku wodoru w obecności metanolu jako rozpuszczalnika polarnego oraz katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-MCM-41 w temperaturze 20-60°C, przy wprowadzaniu substratów od razu do reaktora charakteryzuje się tym, że stosuje się do szklany reaktor wyposażony w element odpowietrzający, po czym po odpowietrzeniu reaktor zanurza się w łaźni olejowej wcześniej ogrzanej do temperatury reakcji. Proces prowadzi się pod ciśnieniem atmosferycznym, w czasie od 5 do 240 minut, przy szybkości mieszania od 100 do 500 obrotów na minutę, stosując stężenie katalizatora Ti-MCM-41 w mieszaninie reakcyjnej od 0,05 do 4,0% wag. Proces prowadzi się przy stosunku molowym alkoholu allilowego do nadtlenku wodoru 1:1-5:1. Metanol stosuje się w takiej ilości, aby jego stężenie w mieszaninie reakcyjnej wynosiło od 20% wag. do 90% wag. W porównaniu do zgłoszeń patentowych P 390 811 i P 390 812 wszystkie surowce wprowadza się do reaktora od razu, po uzyskaniu odpowiedniej temperatury łaźni olejowej reaktor montuje się w łapie wytrząsarki i zanurza w łaźni olejowej.
W sposobie według wynalazku zastosowano katalizator Ti-MCM-41 znany ze stanu techniki. Opisany on został między innymi w artykule „Epoxidation of allyl alcohol over mesoporous Ti-MCM-41 catalyst” opublikowanym w czasopiśmie „Journal of Hazardous Materials”, 170, 405-40, 2009.
Zaletą proponowanego sposobu epoksydacji jest możliwość prowadzenia badań laboratoryjnych przy mniejszym zużyciu surowców, bowiem szklana fiolka zaopatrzona w septę i igłę ma pojem33 ność 12 cm3, a wcześniej w tego typu procesach stosowano reaktor szklany o pojemności 25 cm3 zaopatrzony w mieszadło mechaniczne. Takie rozwiązanie obniża koszty prowadzenia procesu zarówno biorąc pod uwagę koszt aparatury, koszt surowców jak i zużycie energii. Ponadto dużą zaletą tego sposobu prowadzenia epoksydacji jest to, że wyniki uzyskane w ten sposób są zbliżone do wyników uzyskiwanych w reaktorze szklanym z mieszadłem mechanicznym. Wprowadzenie od razu do mieszaniny reakcyjnej nadtlenku wodoru w porównaniu do wcześniej stosowanej metody polegającej na wkropleniu go w temperaturze reakcji jest dużo bezpieczniejsze ze względu na wybuchowe właściwości nadtlenku wodoru.
Sposób epoksydacji alkoholu allilowego 30% nadtlenkiem wodoru w obecności katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-MCM-41 przedstawiają poniższe przekłady.
P r z y k ł a d I
Do szklanej fiolki wprowadzono 0,242 g katalizatora Ti-MCM-41, 1,00 g alkoholu allilowego, 3,753 g alkoholu metylowego i 1,263 g nadtlenku wodoru o stężeniu 30% wag. Łaźnię olejową ogrzano do temperatury reakcji. Po osiągnięciu przez nią 20°C fiolkę z mieszaniną reakcyjną umieszczano w łapie wytrząsarki zanurzano w łaźni olejowej. Epoksydowanie prowadzono w temperaturze 20°C w ciągu 2 h, stosując szybkość mieszania 500 obr./min. Stosunek molowy alkohol allilowy do nadtlenku wodoru wynosił 1:1, stężenie metanolu 50% wag. a stężenie katalizatora Ti-MCM-41 4% wag. W powyższych warunkach technologicznych selektywność przemiany do glicydolu w odniesieniu do przereagowanego alkoholu allilowego wynosiła 55% mol, konwersja alkoholu allilowego 67% mol, a konwersja nadtlenku wodoru 99% mol. Po zakończeniu procesu metodą chromatografii gazowej
PL 213 849 B1 oznaczono stężenie nie przereagowanego alkoholu allilowego i produktów procesu (głównie glicydolu), przy czym stężenie powstającej w procesie gliceryny oznaczano metodą nadjodanową, przez miareczkowanie potencjometryczne. Stężenie nie przereagowanego nadtlenku wodoru oznaczano przez miareczkowanie metodą jodometryczną.
P r z y k ł a d II
Do szklanej fiolki wprowadzono 0,481 g katalizatora Ti-MCM-41, 2,500 g alkoholu allilowego, 1,642 g alkoholu metylowego, 0,842 g około 30% nadtlenku wodoru. Epoksydowanie prowadzono tak samo jak w przykładzie I. Stosunek molowy alkoholu allilowego do nadtlenku wodoru wynosił 3:1, stężenie katalizatora 3% wag. a metanolu 20% wag. Proces prowadzono w temperaturze 50°C, w czasie 5 min i z szybkością mieszania 100 obr/min. Selektywność przemiany do glicydolu w odniesieniu do zużytego alkoholu allilowego wynosiła 74% mol, konwersja alkoholu allilowego 68% mol a nadtlenku wodoru 99% mol. Oznaczenia analityczne wykonywano tak samo jak w przykładzie I.
P r z y k ł a d III
Do szklanej fiolki jak w przykładzie I wprowadzono 0,830 g katalizatora Ti-MCM-41, 0,500 g alkoholu allilowego, 3,625 g alkoholu metylowego, 1,245 g nadtlenku wodoru. Epoksydowanie prowadzono tak samo jak w przykładzie I. Badania prowadzono w temperaturze 60°C w ciągu 240 min i stosując szybkość mieszania 250 obr./min. Stosunek molowy alkoholu allilowego do nadtlenku wodoru wynosił 5:1, stężenie katalizatora Ti-MCM-41 0,05% wag. a metanolu 90% wag. Zastosowanie wymienionych parametrów technologicznych pozwala uzyskać selektywność przemiany do glicydolu w odniesieniu do przereagowanego alkoholu allilowego 82% mol, konwersję alkoholu allilowego 71% mol i nadtlenku wodoru 97% mol. Oznaczenia analityczne wykonywano tak samo jak w przykładzie I.

Claims (3)

1. Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego, polegający na epoksydacji alkoholu allilowego za pomocą 30% nadtlenku wodoru w obecności metanolu jako rozpuszczalnika polarnego oraz katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-MCM-41 w temperaturze 20-60°C, przy wprowadzaniu substratów od razu do reaktora, znamienny tym, że stosuje się szklany reaktor wyposażony w element odpowietrzający, po czym po odpowietrzeniu reaktor zanurza się w łaźni olejowej wcześniej ogrzanej do temperatury reakcji, przy czym proces prowadzi się pod ciśnieniem atmosferycznym, w czasie od 5 do 240 minut, przy szybkości mieszania od 100 do 500 obrotów na minutę, stosując stężenie katalizatora Ti-MCM-41 w mieszaninie reakcyjnej od 0,05 do 4,0% wag.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się przy stosunku molowym alkoholu allilowego do nadtlenku wodoru 1:1-5:1.
3. Sposób według zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że metanol stosuje się w takiej ilości, aby jego stężenie w mieszaninie reakcyjnej wynosiło od 20% wag. do 90% wag.
PL392691A 2010-10-19 2010-10-19 Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego PL213849B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL392691A PL213849B1 (pl) 2010-10-19 2010-10-19 Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL392691A PL213849B1 (pl) 2010-10-19 2010-10-19 Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL392691A1 PL392691A1 (pl) 2012-04-23
PL213849B1 true PL213849B1 (pl) 2013-05-31

Family

ID=46002796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL392691A PL213849B1 (pl) 2010-10-19 2010-10-19 Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL213849B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL392691A1 (pl) 2012-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101023615B1 (ko) 에피클로로히드린의 제조 방법
US8735613B2 (en) Process for the manufacture of propylene oxide
WO2009016149A2 (en) Process for manufacturing glycidol
US8697895B2 (en) Process for producing an oxirane
JP2008540608A5 (pl)
EP1309530B1 (en) Process for dehydrohalogenation of halogenated compounds
JP2019510818A (ja) ハロアルコール和エポキシドの製造方法
CN106518589B (zh) 一种制备卤醇和环氧化物的方法
US8927744B2 (en) Process and system for producing an oxirane
KR20120112443A (ko) 다이비닐아렌 다이옥사이드의 제조 방법
PL213849B1 (pl) Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego
EP2321293B1 (en) Process for producing epoxides
US6414168B1 (en) Epoxidation of ricinic compounds using a phase-transfer catalyst
EP2589585B1 (en) Method for preparing chlorohydrins and method for preparing epichlorohydrin using chlorohydrins prepared thereby
PL213816B1 (pl) Sposób otrzymywania glicydolu z alkoholu allilowego
CN106560466A (zh) 一种制备卤丙醇和环氧丙烷的方法
US6051725A (en) Epoxidation of ricinic compounds using a phase-transfer catalyst
JPWO2018083881A1 (ja) 多価グリシジル化合物の製造方法
PL213814B1 (pl) Sposób otrzymywania glicydolu
CN106630083B (zh) 一种环氧化废水的无害化处理方法
JP2010100546A (ja) オレフィン化合物のエポキシ化方法
PL213815B1 (pl) Sposób otrzymywania glicydolu
PL210941B1 (pl) Sposób wydzielania glicydolu z mieszanin po epoksydacji alkoholu allilowego 30-proc. nadtlenkiem wodoru
Uneyama et al. 3-Chloro-2-chloromethyl-4-(4-chlorophenoxy)-1-butene as a functionalized isoprene unit. An electrochemical preparation and some reactions.
WO2001000605A1 (en) A process for the catalytic epoxidation of unsaturated compounds using hydrogen peroxide

Legal Events

Date Code Title Description
LICE Declarations of willingness to grant licence

Free format text: RATE OF LICENCE: 10%

Effective date: 20121210

LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20131019