PL230165B1 - Sposób wytwarzania eteru diglicydolowego - Google Patents

Sposób wytwarzania eteru diglicydolowego

Info

Publication number
PL230165B1
PL230165B1 PL416101A PL41610116A PL230165B1 PL 230165 B1 PL230165 B1 PL 230165B1 PL 416101 A PL416101 A PL 416101A PL 41610116 A PL41610116 A PL 41610116A PL 230165 B1 PL230165 B1 PL 230165B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
epoxidation
ether
allyl
catalyst
carried out
Prior art date
Application number
PL416101A
Other languages
English (en)
Other versions
PL416101A1 (pl
Inventor
Agnieszka Wróblewska
Marika Walasek
Original Assignee
Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
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 Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie filed Critical Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Priority to PL416101A priority Critical patent/PL230165B1/pl
Publication of PL416101A1 publication Critical patent/PL416101A1/pl
Publication of PL230165B1 publication Critical patent/PL230165B1/pl

Links

Landscapes

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

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania eteru diglicydolowego w wyniku epoksydacji eteru allilowo-glicydolowego na katalizatorze tytanowo-silikatowym. Eter diglicydolowy jest stosowany jako rozcieńczalnik żywic epoksydowych, stabilizator dla chlorowanych związków organicznych oraz jako środek do obróbki tekstyliów. Ponadto znalazł on zastosowanie w syntezie: epichlorohydryny, aminoeterów, oligogliceroli, di- i poliazotanów oraz kryptandów.
Do tej pory eter diglicydolowy otrzymywano poprzez utlenianie eteru allilowo-glicydolowego kwasem 3-chloronadbenzoesowym z zastosowaniem dichlorometanu jako rozpuszczalnika [S. Cassel i współpracownicy, Europ. J. Org. Chem. 5 (2001) 875-896]. Proces ten prowadzono w temperaturze 20°C, osiągając wydajność produktu 93%. W opisie wynalazku US4279902 opisano prowadzenie procesu w temperaturach poniżej 20°C (0-20°C), co pozwalało osiągnąć nieco niższą wydajność - 90%. Sposób postępowania według tej metody był następujący: 28,54 g eteru allilowo-glicydolowego rozpuszczano w 1000 ml dichlorometanu i całość ochładzano w łaźni z lodem do temperatury 0°C. Do otrzymanego roztworu dodawano 51,75 g kwasu 3-chloronadbenzoesowego, a następnie całość poddawano szybkiemu mieszaniu w temperaturze 0°C przez 4h. Dalej mieszaninę reakcyjną pozostawiano, aby ogrzała się do temperatury pokojowej i mieszano ją przez noc. Wytrącony kwas 3-chlorobenzoesowy usuwano przez filtrację i przemywano zimnym dichlorometanem. Roztwór dichlorometanu był następnie przemywany dwukrotnie nasyconym roztworem węglanu potasu i suszony nadsiarczanem (VI) sodu. Dichlorometan usuwano przez destylację pod zmniejszonym ciśnieniem, w wyniku czego otrzymano 30,6 g eteru diglicydolowego w postaci bezbarwnej cieczy.
Eter diglicydolowy otrzymano również podczas epoksydacji eteru diallilowego do eteru allilowo-glicydolowego. Katalizatorem stosowanym w tym procesie był katalizator tytanowo-silikalitowy Ti-MWW [P. Wu i współpracownicy J. Catal. 1 (2004) 183-191]. Proces epoksydacji eteru diallilowego, w obecności nadtlenku wodoru jako utleniacza, prowadzono w szklanej kolbie o pojemności 20 ml, wyposażonej w chłodnicę zwrotną. 10 mmoli eteru diallilowego wraz z 5 ml rozpuszczalnika (acetonitryl, aceton, woda, metanol, etanol i dioksan) oraz odpowiednią ilością katalizatora wprowadzano do kolby szklanej i całość ogrzewano do temperatury prowadzenia procesu epoksydacji - 60°C, w tym czasie mieszaninę reakcyjną poddawano ciągłemu mieszaniu. Po osiągnięciu wymaganej temperatury do mieszaniny reakcyjnej dodawano 30-proc. wodny roztwór nadtlenku wodoru. Po zakończeniu reakcji produkty oddzielano i poddawano analizie. Czas prowadzenia procesu wynosił 0,5 godziny. Badania pokazały, że prowadząc proces epoksydacji eteru diallilowego w acetonitrylu można uzyskać eter diglicydolowy z selektywnością 29% mol, przy konwersji eteru diallilowego 40% mol, w acetonie wartości tych dwóch funkcji opisujących proces wynoszą: 25% mol i 39% mol, w wodzie 40% mol i 25% mol, w metanolu 45 mol i 18% mol, w etanolu 5,75 moli i 12% mol, a w dioksanie 19% mol i 18,7% mol.
Eter diglicydolowy można również otrzymać w wyniku epoksydacji eteru allilowo-glicydolowego kwasem chlorowym (VII). Reakcję tę prowadzi się w obecności katalizatora wanadowego [γ-PW 10 O 38 V 2 U-OH)2]3-. W procesie tym w roli rozpuszczalnika stosuje się mieszaninę wody, acetonitrylu i alkoholu t-butylowego [N. Mizuno i współpracownicy, Catal. Today 185 (2012) 157-161]. Epoksydowanie przebiega efektywnie z użyciem równomolowej ilości 30-proc. wodnego roztworu nadtlenku wodoru w odniesieniu do substratu oraz równomolowej ilości katalizatora w odniesieniu do kwasu chlorowego (VII). Natomiast stosunek acetonitrylu do alkoholu t-butylowego w rozpuszczalniku powinien wynosić 1/1. Wydajność reakcji można zwiększyć do 83-97%, stosując 60-proc. wodny roztwór nadtlenku wodoru. Reakcje prowadzi się pod ciśnieniem atmosferycznym przez 1 godzinę w temperaturze 60°C. Spośród metod syntezy eteru diglicydolowego z epichlorohydryny znaczne wydajności otrzymuje się podczas kondensacji epichlorohydryny i alkoholu 4-metoksyfenetylowego [US6531469]. Kondensacji poddaje się 4,8 g alkoholu 4-metoksyfenetylowego i 25 ml epichlorohydryny. Reakcję prowadzi się, stosując 18 ml 50-proc. sody kaustycznej i 430 mg wodorosiarczanu tetrabutyloamoniowego. Jako produkt otrzymuje się eter diglicydolowy w ilości 4,42 g, a wydajność reakcji wynosi 67%.
Sposób otrzymywania eteru diglicydolowego został również opisany w polskim zgłoszeniu patentowym P.406926. Eter diglicydolowy otrzymywano w wyniku epoksydacji eteru allilowo-glicydolowego za pomocą 60-proc. nadtlenku wodoru i w obecności mezoporowatego katalizatora tytanowo-silikalitowego Ti-SBA-15. Proces epoksydacji eteru allilowo-glicydolowego prowadzono w środowisku wodnym, pod ciśnieniem atmosferycznym i w zakresie temperatur 0-100°C. Epoksydację prowadzono we fiolce szklanej o pojemności 12 cm3, zaopatrzonej w gumową septę (uszczelkę), w której znajdowała się igła w celu odpowietrzenia układu reakcyjnego. Proces prowadzono, stosując ilość katalizatora Ti-SBA-15
PL 230 165 B1 w mieszaninie reakcyjnej od 0 do 5,0% wag. Czas prowadzenia procesu wynosił od 15 do 240 minut, przy stosunku molowym eteru allilowo-glicydolowego do nadtlenku wodoru 0,03 : 1-4 : 1. Proces prowadzono w środowisku wodnym, przy czym woda była wprowadzana z 60-proc. nadtlenkiem wodoru do środowiska reakcyjnego, a także powstawała w trakcie procesu. Surowce wprowadzano do reaktora w następującej kolejności: 60% nadtlenek wodoru, katalizator i na końcu eter allilowo-glicydolowy. Sposób otrzymywania eteru diglicydolowego został także opisany w zgłoszeniu patentowym P 408 874 z 2014 roku. Eter diglicydolowy otrzymywano w wyniku epoksydacji eteru allilowo-glicydolowego za pomocą 30-proc. nadtlenku wodoru w obecności katalizatora tytanowo-silikatowego Ti-SBA-15, który stosowano w ilości 1-9% wag. Proces epoksydacji prowadzono w środowisku metanolu jako rozpuszczalnika, a jego stężenie zmieniano od 10 do 90% wag. Surowce wprowadza się w następującej kolejności: katalizator, eter allilowo-glicydolowy, metanol i na końcu 30% nadtlenek wodoru. Proces prowadzono pod ciśnieniem atmosferycznym w temperaturach 20-80°C i w czasie od 15 do 240 minut, przy stosunku molowym eteru allilowo-glicydolowego do nadtlenku wodoru 0,67 : 1-5 : 1. Do epoksydacji stosowano reaktor szklany, wyposażony w chłodnicę zwrotną i mieszadło magnetyczne, który zanurza się w łaźni olejowej, ogrzanej do zadanej temperatury reakcji.
Sposób wytwarzania eteru diglicydolowego, według wynalazku, polegający na epoksydacji eteru allilowo-glicydolowego w obecności katalizatora tytanowo-silikalitowego i w środowisku metanolu jako rozpuszczalnika, charakteryzuje się tym, że jako katalizator tytanowo-silikatowy stosuje się katalizator Ti-MWW w ilości od 0,5 do 5% wagowy, a epoksydację prowadzi się za pomocą 5,5 M roztworu wodoronadtlenku t-butylu w nonanie pod ciśnieniem atmosferycznym i w temperaturze 20-70°C lub pod ciśnieniem autogenicznym i temperaturze 80-120°C. Podczas epoksydacji stosuje się stężenie metanolu od 10 do 80% wagowy. Epoksydację prowadzi się w czasie od 60 do 1440 minut, przy stosunku molowym eteru allilowo-glicydolowego do nadtlenku wodoru od 1 : 1 do 3 : 1. Substraty wprowadza się w następującej kolejności: katalizator, eter allilowo-glicydolowy, metanol i na końcu 5,5 M roztwór wodoronadtlenku t-butylu w nonanie.
Podczas epoksydacji stosuje się szybkość mieszania wynoszącą 300 obrotów na minutę. Korzystnie epoksydację pod ciśnieniem atmosferycznym prowadzi się w szklanym reaktorze. Reaktor jest wyposażony w chłodnicę zwrotną i mieszadło magnetyczne, który zanurza się w łaźni olejowej, ogrzanej do zadanej temperatury reakcji.
Korzystnie epoksydację pod ciśnieniem autogenicznym prowadzi się w autoklawie wyposażonym we wkładkę teflonową.
Zaletą proponowanego sposobu epoksydacji jest to, że w procesie nie tworzą się gliceryna i 3-alliloksy-1,2-propanodiol, czyli produkty otwarcia pierścienia epoksydowego w cząsteczkach substratu organicznego i w cząsteczkach glicydolu, które powstają w wyniku rozkładu substratu organicznego i produktu głównego - eteru diglicydolowego. Produkty takie tworzyły się, gdy czynnikiem utleniającym był roztwór wodny nadtlenku wodoru. Cząsteczki wody obecne w roztworze czynnika utleniającego i powstające w procesie jako produkt transformacji nadtlenku wodoru powodowały właśnie uwodnienie pierścieni epoksydowych i tworzenie dodatkowych produktów. Ponadto dzięki zmniejszeniu ilości produktów ubocznych zmniejsza się też koszty rozdziału mieszaniny poreakcyjnej i wyodrębniania produktu głównego eteru diglicydolowego.
Sposób według wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania.
P r z y k ł a d I
Do reaktora szklanego o pojemości 25 cm3, wyposażonego w chłodnicę zwrotną i mieszadło magnetyczne wprowadzano substraty w następującej kolejności: 0,288 g katalizatora Ti-MWW, 0,825 g eteru allilowo-glicydolowego, 7,378 g metanolu i 1,071 g 5,5 M roztworu wodoronadtlenku t-butylu w nonanie. Mieszaninę reakcyjną ogrzano do temperatury 20°C i w tej temperaturze prowadzono epoksydowanie ciągu 180 minut. Stosunek molowy eteru allilowo-glicydolowego do nadtlenku wodoru wynosił 1 : 1, stężenie metanolu 80% wag., ilość katalizatora Ti-MWW 3% wag., a szybkość mieszania 300 obrotów na minutę. W powyższych warunkach technologicznych selektywność przemiany do eteru diglicydolowego wynosiła 0% mol, a konwersja eteru allilowo-glicydolowego 2% mol. Po zakończeniu procesu metodą chromatografii gazowej oznaczono stężenie nie przereagowanego eteru allilowo-glicydolowego i produktów procesu.
P r z y k ł a d II
Do autoklawu wyposażonego we wkładkę teflonowa o pojemności 100 cm3 i mieszadło magnetyczne wprowadzano substraty w następującej kolejności: 0,537 g katalizatora Ti-MWW, 1,501 g eteru allilowo-glicydolowego, 13,858 g metanolu i 1,972 g 5,5 M roztworu wodoronadtlenku t-butylu w nonanie. Mieszaninę reakcyjną ogrzano za pomocą pieca grzewczego do temperatury 120°C i w tej temperaturze
PL 230 165 B1 prowadzono epoksydowanie ciągu 180 minut. Stosunek molowy eteru allilowo-glicydolowego do nadtlenku wodoru wynosił 1 : 1, stężenie metanolu 80% wag., ilość katalizatora Ti-MWW 3% wag., a szybkość mieszania 300 obrotów na minutę. W powyższych warunkach technologicznych selektywność przemiany do eteru diglicydolowego wynosiła 1% mol, a konwersja eteru allilowo-glicydolowego 67% mol. Po zakończeniu procesu metodą chromatografii gazowej oznaczono stężenie nie przereagowanego eteru allilowo-glicydolowego i produktów procesu.
Oznaczenia analityczne wykonywano tak samo jak w przykładzie I.
P r z y k ł a d III
Do autoklawu wyposażonego we wkładkę teflonową o pojemności 100 cm3 i mieszadło magnetyczne wprowadzano substraty w następującej kolejności: 0,269 g katalizatora Ti-MWW, 1,213 g eteru allilowo-glicydolowego, 6,856 g metanolu i 0,512 g 5,5 M roztworu wodoronadtlenku t-butylu w nonanie. Mieszaninę reakcyjną ogrzano za pomocą pieca grzewczego do temperatury 80°C i w tej temperaturze prowadzono epoksydowanie ciągu 180 minut. Stosunek molowy eteru allilowo-glicydolowego do nadtlenku wodoru wynosił 3 : 1, stężenie metanolu 80% wag., ilość katalizatora Ti-MWW 3% wag., a szybkość mieszania 300 obrotów na minutę. W powyższych warunkach technologicznych selektywność przemiany do eteru diglicydolowego wynosiła 0% mol, a konwersja eteru allilowo-glicydolowego 1% mol. Po zakończeniu procesu metodą chromatografii gazowej oznaczono stężenie nie przereagowanego eteru allilowo-glicydolowego i produktów procesu.
Oznaczenia analityczne wykonywano tak samo jak w przykładzie I.
P r z y k ł a d IV
Do autoklawu wyposażonego we wkładkę teflonową o pojemności 100 cm3 i mieszadło magnetyczne wprowadzano substraty w następującej kolejności: 0,277 g katalizatora Ti-MWW, 3,517 g eteru allilowo-glicydolowego, 0,897 g metanolu i 4,523 g 5,5 M roztworu wodoronadtlenku t-butylu w nonanie. Mieszaninę reakcyjną ogrzano za pomocą pieca grzewczego do temperatury 80°C i w tej temperaturze prowadzono epoksydowanie ciągu 180 minut. Stosunek molowy eteru allilowo-glicydolowego do nadtlenku wodoru wynosił 1 : 1, stężenie metanolu 10% wag., ilość katalizatora Ti-MWW 3% wag., a szybkość mieszania 300 obrotów na minutę. W powyższych warunkach technologicznych selektywność przemiany do eteru diglicydolowego wynosiła 10% mol, a konwersja eteru allilowo-glicydolowego 40% mol. Po zakończeniu procesu metodą chromatografii gazowej oznaczono stężenie nie przereagowanego eteru allilowo-glicydolowego i produktów procesu.
Oznaczenia analityczne wykonywano tak samo jak w przykładzie I.
P r z y k ł a d V
Do autoklawu wyposażonego we wkładkę teflonową o pojemności 100 cm3 i mieszadło magnetyczne wprowadzano substraty w następującej kolejności: 0,277 g katalizatora Ti-MWW, 3,517 g eteru allilowo-glicydolowego, 0,897 g metanolu i 4,523 g 5,5 M roztworu wodoronadtlenku t-butylu w nonanie. Mieszaninę reakcyjną ogrzano za pomocą pieca grzewczego do temperatury 80°C i w tej temperaturze prowadzono epoksydowanie ciągu 180 minut. Stosunek molowy eteru allilowo-glicydolowego do nadtlenku wodoru wynosił 1 : 1, stężenie metanolu 20% wag., ilość katalizatora Ti-MWW 5% wag., a szybkość mieszania 300 obrotów na minutę. W powyższych warunkach technologicznych selektywność przemiany do eteru diglicydolowego wynosiła 10% mol, a konwersja eteru allilowo-glicydolowego 30% mol. Po zakończeniu procesu metodą chromatografii gazowej oznaczono stężenie nie przereagowanego eteru allilowo-glicydolowego i produktów procesu.
Oznaczenia analityczne wykonywano tak samo jak w przykładzie I.
P r z y k ł a d VI
Do autoklawu wyposażonego we wkładkę teflonową o pojemności 100 cm3 i mieszadło magnetyczne wprowadzano substraty w następującej kolejności: 0,314 g katalizatora Ti-MWW, 3,512 g eteru allilowo-glicydolowego, 2,948 g metanolu i 4,700 g 5,5 M roztworu wodoronadtlenku t-butylu w nonanie, Mieszaninę reakcyjną ogrzano za pomocą pieca grzewczego do temperatury 80°C i w tej temperaturze prowadzono epoksydowanie ciągu 1440 minut. Stosunek molowy eteru allilowo-glicydolowego do nadtlenku wodoru wynosił 1 : 1, stężenie metanolu 20% wag., ilość katalizatora Ti-MWW 3% wag., a szybkość mieszania 300 obrotów na minutę. W powyższych warunkach technologicznych selektywność przemiany do eteru diglicydolowego wynosiła 17% mol, a konwersja eteru allilowo-glicydolowego 3,3% mol. To zakończeniu procesu metodą chromatografii gazowej oznaczono stężenie nie przereagowanego eteru allilowo-glicydolowego i produktów procesu.
Oznaczenia analityczne wykonywano tak samo jak w przykładzie I.

Claims (4)

1. Sposób wytwarzania eteru diglicydolowego polegający na epoksydacji eteru allilowo-glicydolowego w obecności katalizatora tytanowo-silikalitowego i w środowisku metanolu jako rozpuszczalnika, znamienny tym, że jako katalizator tytanowo-silikatowy stosuje się katalizator Ti-MWW w ilości od 0,5 do 5% wagowych, a epoksydację prowadzi się za pomocą 5,5 M roztworu wodoronadtlenku t-butylu w nonanie pod ciśnieniem atmosferycznym i w temperaturze 20-70°C lub pod ciśnieniem atmosferycznym i temperaturze 80-120°C, przy czym stosuje się stężenie metanolu od 10 do 80% wagowych, zaś epoksydację prowadzi się w czasie od 60 do 1440 minut, przy stosunku molowym eteru allilowo-glicydolowego do nadtlenku wodoru od 1 : 1 do 3 : 1, a substraty wprowadza się w następującej kolejności: katalizator, eter allilowo-glicydolowy, metanol i na końcu 5,5 M roztwór wodoronadtlenku t-butylu w nonanie.
2. Sposób wytwarzania eteru diglicydolowego według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas epoksydacji stosuje się szybkość mieszania wynoszącą 500 obrotów na minutę.
3. Sposób wytwarzania eteru diglicydolowego według zastrz. 1, znamienny tym, że epoksydację pod ciśnieniem atmosferycznym prowadzi się w szklanym reaktorze.
4. Sposób wytwarzania eteru diglicydolowego według zastrz. 1, znamienny tym, że epoksydację pod ciśnieniem autogenicznym prowadzi się w autoklawie wyposażonym we wkładkę teflonową.
PL416101A 2016-02-12 2016-02-12 Sposób wytwarzania eteru diglicydolowego PL230165B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL416101A PL230165B1 (pl) 2016-02-12 2016-02-12 Sposób wytwarzania eteru diglicydolowego

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL416101A PL230165B1 (pl) 2016-02-12 2016-02-12 Sposób wytwarzania eteru diglicydolowego

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL416101A1 PL416101A1 (pl) 2017-08-16
PL230165B1 true PL230165B1 (pl) 2018-09-28

Family

ID=59579302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL416101A PL230165B1 (pl) 2016-02-12 2016-02-12 Sposób wytwarzania eteru diglicydolowego

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL230165B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL416101A1 (pl) 2017-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5166372A (en) Epoxidation process
WO2009063487A3 (en) An improved process for manufacture of epoxides, particularly epichlorohydrin
CN107709283B (zh) 制备3-甲基环十五烷-1,5-二酮的方法
US3991090A (en) Method of preparing molybdenum derivative compound catalysts for epoxidation reactions
JP5894144B2 (ja) ジビニルアレーンジオキサイドの製造プロセス
KR20070037335A (ko) 5-메틸-2-푸르푸랄의 제조방법
US10538539B2 (en) Method for preparing 3-((2S, 5S)-4-methylene-5-(3-oxopropyl)tetrahydrofurane-2-yl) propanol derivative, and intermediate therefor
WO2011078296A1 (ja) 2-クロロ-3-トリフルオロメチルピリジンの製造方法
EP3647304A1 (en) Method for preparing 2-fluoroacrylate
PL230165B1 (pl) Sposób wytwarzania eteru diglicydolowego
Ye et al. One-pot two-step synthesis of γ-keto sulfones in deep eutectic solvent
PL236165B1 (pl) Sposób wytwarzania eteru diglicydolowego
CN103702987B (zh) 烷基二醇单缩水甘油基醚的制造方法
PL234624B1 (pl) Sposób wytwarzania eteru diglicydolowego
PL227170B1 (pl) Sposób otrzymywania eteru diglicydolowego
KR20020022796A (ko) 티아졸 유도체의 제조방법
AU2003203479B2 (en) Process for the preparation of bicyclic diketone salts
JP7279702B2 (ja) 芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法
PL237788B1 (pl) Sposób otrzymywania eteru diglicydolowego
Wang et al. Oxidation of cyclooctene to suberic acid using perrhenate-containing composite ionic liquids as green catalysts
PL225390B1 (pl) Sposób otrzymywania eteru diglicydolowego
RU2834039C1 (ru) Способ получения оксида стирола
Schneider Quaternary ammonium salt catalyzed azidolysis of epoxides with trimethylsilyl azide
RU2707190C1 (ru) Способ получения ацетилацетона
CN101490013A (zh) 咪唑烷-2,4-二酮化合物的制备方法以及固体状4,5-二羟基-2-咪唑啉酮化合物的获取方法